We Support The Free Share of the Medical Information

TACTICAL MEDICINE TACMED España

TACTICAL MEDICINE TACMED España
by EMS SOLUTIONS INTERNATIONAL

NIVEL DE ALERTA ANITERRORISTA, España

Facebook EMS SOLUTIONS INTERNATIONAL

lunes, 23 de julio de 2012

FISIOLOGÍA DE VUELO 1ra. edición del Salamandra Medical Journal pdf


Fisiología del vuelo

imageFisiología del vuelo 
Desde que la humanidad domina los cielos, se ha vuelto cada vez mas importante, entender los efectos de la altitud, la disminución en la presión de los gases, las fuerzas de aceleración en el cuerpo humano.

Volar produce una demanda de adaptación fisiológica, que para personas en buenas condiciones de salud y bajo situaciones operacionales normales no presentan problemas tales como la hipoxia, el barotraumatismo, la descompresión e hipotermia.
Para entender los cambios físicos en la cabina de vuelo, es necesario conocer la atmósfera, sus características y las leyes físicas que la rigen.
ATMÓSFERA
La atmósfera es una capa gaseosa con una composición uniforme hasta una altura de 70.000 pies; el nitrógeno con un 78,08% es su mayor componente, seguido del oxígeno con un 20,95%, y otros gases en muy pequeño porcentaje como el argón, dióxido de carbono, hidrógeno, neón, y helio. La atmósfera se divide desde el punto de vista físico en cinco capas, troposfera, estratosfera, mesosfera, ionosfera y exosfera y desde el punto de vista fisiológico en tres zonas: fisiológica, deficiente fisiológica, y equivalente espacial.
LEY ES DE LOS GASES

Cualquier consideración de la atmósfera en términos de sus propiedades  físicas, composición  química y comportamiento fisiológico requiere la comprensión de las leyes básicas de los gases.

La ley de Boyle afirma que cuando la temperatura permanece constante, el volumen de una masa de gas dado varía inversamente a su presión.

La ley de Charles afirma que cuando la presión es constante, el volumen de un gas es proporcionalmente muy cercano a su temperatura absoluta.
La ley de Dalton afirma que la presión total de una mezcla de gases es la suma de las presiones individuales o parciales de todos los gases en la mezcla.

La ley de Henry afirma que la cantidad de un gas disuelto en 1 cm3 de un líquido es proporcional a la presión parcial de un gas en contacto con el líquido.

La traducción fisiológica de estas leyes es la siguiente: cuando una aeronave asciende y la altitud se incrementa, la presión barométrica decrece y el volumen de los gases atrapados  en el cuerpo se expanden, lo contrario sucederá  al descender.  Esto  explica los  cuadros  de barotrauma durante el vuelo (aerotitis, aerosinusitis, aerodontalgia, baropatía abdominal, expansión de neumotórax); y los efectos sobre equipos  y materiales  médicos(férulas  inflables,  balones  de tubos endotraqueales y sondas urinarias). También explican la formación de burbujas de nitrógeno en el organismo conocida
como enfermedad por descompresión.

Esta  disminución  en  la presión  barométrica es  la responsable de la hipoxia que se presenta  a grandes altitudes, por que a medida que esta cae la presión parcial de oxígeno disminuye proporcionalmente manteniendo la proporción de 21% del total de la presión barométrica, siendo a nivel del mar de 159 mmHg.

Pero a 50.000 pies de solo 18 mmHg. Por otro lado aún a grandes alturas el dióxido de carbono es excretado al alveolo; y el vapor de agua del aire inspirado en el alveolo se mantiene en 47 mmHg si la temperatura
del cuerpo es normal sin importar la altura; estos dos factores diluyen el oxígeno en el alveolo afectando su concentración. En el caso del dioxido de carbono, a grandes altitudes la pco2 cae de un valor a nivel del mar de 40 mmHg a menores valores; en la persona aclimatada quien incrementa sus ventilaciones cinco veces la pco2 cae 7 mmHg por el incremento de las ventilaciones.  Ahora veamos como las presiones de estos dos gases afectan la concentración de oxígeno alveolar.

Por un momento asumamos que la presión barométrica cae de el valor a nivel del mar de 760 mmHg a 253 mmHg, lo cual es el valor correspondiente a 29.028 pies correspondientes  a la altura del monte Everest, 47 mmHg corresponden al vapor de agua, dejando solamente 206 mmHg para todos  los otros  gases. En la persona aclimatada, 7 mmHg  de los  206 mmHg  deben corresponder  a dioxido de carbono, dejando solamente 199 mmHg.

De esto la quinta parte corresponde al oxígeno, o sea, aproximádamente
40 mmHg, el resto corresponde  al nitrógeno. Dentro del alveolo, es absorbido una parte del oxigeno dejando una cantidad reducida en este, que correspondería a la presión intraalveolar de oxígeno; así solamente una persona aclimatada podría sobrevivir a esta altura respirando aire ambiente. Pero este efecto es muy diferente cuando respiramos oxígeno puro.
La quinta columna de la tabla n.4 muestra  las po2 aproximadas en el alveolo de diferentes altitudes cuando respiramos aire ambiente en

TABLA 2. DIVISION FISIOLOGICA DE LA ATMOSFER A
ZONAS
ALTITUD(ft)
PRESIONATMOSFERICA(mmHg)
TIPO DE CABINA
CAR ACTERISTICAS
Fisiológica
Nivedemar-
12.000
760-483
Npresurizada
Ecuerpsadapta parvolar en estzonasepresentaproblemas poexpansión yatrapamiento dgasessequedadmucosas. Fatiga y cefalesocomunes cuandsvuelapoperiodos largos en el límite superior deesta capa
Deficientefisiológica
12.000 – 50.000
483-87
Presurizad(MD83A320,EMB145,DO28,FOKKER50,KING200,CITATIONLEARJET)
Gran Caída de la presión atmosférica y latemperaturaafectandfunciones fisiológicasmanifestándose en hipoxia y descompresión.
Equivalente
Espacial
50.00ft-100mi
87-0
Sellada (transbordadorespacial,
cápsulas espaciales, trajessellados)
Ambiente hostil para el ser humano, línea dearmstrong:
63.000 pies, fenómeno de ebullismo, línea de VonKarman.


personas aclimatados y no aclimatados.A nivel del mar, el po2 alveolar es 104 mmHg; a los 20.000 pies de altitud, esta cae a 40 mmHg en una persona no aclimatada pero solamente a 53 mmHg en un aclimatado.

También  vemos  la  diferencia de  las  saturaciones   de  oxigeno dependiendo si se está respirando aire ambiente u oxígeno puro; a una altitud de 10000 pies, aun respirando aire ambiente, la saturación permanece en 90%, pero por arriba de 10000 pies cae rápidamente.

Cuando una persona respira oxígeno puro en vez de aire ambiente, la mayoría del espacio  alveolar previamente ocupado por nitrógeno es ocupado por oxígeno. A los 30000 pies se tiene una po2 alveolar tan alta como 139 mmHg en vez de 18 mmHg respirando aire ambiente. En cuanto a la saturación, esta permanece arriba de 90% hasta una altitud de
39.000 pies donde cae rápidamente hasta cerca del 50% a los 47.000 pies.
TA BL A 3. EX PA NSIÓN DE LOS GASES SEGÚN A LTITUD
ALTITU(ft)
PRESIÓ(mmHg)
VOLÚMENAPROXIMADO
35000
155
4.0
18000
379
2.0
10000
526
1.5
8000
560
1.3
Nivedema(NM)
760
1.0

OXIGENACIÓN A NORMAL

Con la complejidad en los sistemas de captación y transporte de oxígeno, la hipoxia o la deficiencia de oxígeno a nivel tisular, puede ser causada  en la captación, transporte o utilización de este.  La hiperoxia, una condición artificialmente  inducida con los efectos fisiológicos dominados  por la toxicidad de oxígeno.

HIPOXIA

Excepto los  eritrocitos  maduros,  todos  los  tejidos  requieren un aporte fijo de oxígeno, con  el Sistema  Nervioso  Central(SNC) siendo particularmente susceptible a esta; la hipoxia causa síntomas insidiosos  a nivel sistémico  siendo  las  manifestaciones  visuales, cognitivas y de alteración de conciencia las más importantes  en el campo aeroespacial. En este campo se la ha dividido en 4 tipos:
HIPOXIA HISTOTÓXICA, caracterizada por la inhabilidad de la célula de usar el oxígeno, usualmente debida a la inhabilitación del sistema citocromo-oxidasa, ejemplos de esta son las intoxicaciones por monóxido de carbono y cianuro; la tensión arterial de oxígeno es normal, con cianosis ausente. El monóxido de carbono actua primariamente a través de esta clase de hipoxia por que compite exitosamente con el oxígeno por el citocromo c oxidasa cuando la tensión de oxígeno es baja.

HIPOXIA HIPÉMICA, resultante de la reducción de la capacidad de transporte del oxígeno por la sangre. También se ve en intoxicaciones por  monóxido de  carbono; como  el oxígeno, el monóxido de carbono liga reversiblemente la hemoglobina, pero con una afinidad
200 veces mayor que este, dejando las moléculas  de hemoglobina temporalmente inútiles.

Además a través de la naturaleza tetrámera de la hemoglobina, la afinidad del oxígeno por  la restante  hemoglobina no  ligada es alterada; el resultado es que su curva de disociación es desplazada a la izquierda, y la liberación periférica de oxígeno es disminuida.  Por ser el monóxido de carbono reversiblemente ligado a la hemoglobina, el tratamiento de su intoxicación consiste en oxigeno terapia. Oxígeno al 100% reduce la vida media de eliminación del monóxido de carbono de 4 horas a 1 hora, y con oxígeno hiperbárico en 2,5 atmósferas  se reduce a 30 minutos.En  esta clase de hipoxia el pO2 es normal, aunque su contenido está reducido. Excepto en los raros casos de metahemoglobinemia, la cianosis es inusual.

HIPOXIA POR INADECUADO FLUJO  SANGUÍNEO, sea regional o sistémica,  la tensión  arterial de oxígeno y cianosis  variables.Las causas comunes  son el shock o la enfermedad vascular periférica, la enfermedad por descompresión, la aceleración induciendo depósito de sangre en determinadas  áreas con déficit sanguíneo en las opuestas. Siendo las fuerzas G positivas más comúnmente  encontradas, el cerebro es el órgano con menos tolerancia a la hipoxia más afectado por estas.

HIPOXIA HIPOXICA, es la deficiencia en la oxigenación alveolar, siendo la más comúnmente encontrada en aviación, y en este contexto la causa más probable es la reducción de la presión parcial de oxígeno en el aire inspirado.Tiene un subtipo que es la HIPOXIA POR ALTITUD, que es de importancia fisiológica cuando en cualquier momento un humano excede los 3.048 mts.(10.000 pies), dependiendo de su aclimatación.

EFECTOS DE L A HIPOX I A
La  respuesta  del  sistema   respiratorio    se  realiza a  través   de  los quimiorreceptores en la carótida y aorta; estando no solamente limitada al aumento en el esfuerzo,  se presenta  vasoconstricción  en los vasos pulmonares,  aumentando la carga del corazón derecho; la respuesta cardiovascular  es el aumento del gasto cardiaco, aumento de la extracción tisular del oxígeno, aumenta la irritabilidad eléctrica del músculo cardiaco. El SNC es desproporcionadamente afectado, es el primer tejido afectado por la hipoxia y el primero que sucumbe a la anoxia.
TA BL A 4. EFECTOS DE L A EX POSICIÓN AGUDA A BAJAS PR ESIONES ATMOSFÉR ICAS EN L AS CONCENTRACIONEDE GASES A LV EOL A R ES Y EN L A SATUR ACIÓN A RTER I A L DE OX ÍGENO
Altitud(ft)
Presiónbarométrica(mmHg)
PO2 eelair(mmHg)
PCO2
ealveolo
PO2
ealveolo
SaO2
PCO2alveolo
PO2alveolo
SaO2
0
760
159
40(40)
104(104)
97(97)
40
673
100
10000
523
110
36(23)
67(77)
90(92)
40
436
100
20000
349
73
24(10)
40(53)
73(85)
40
262
100
30000
226
47
24(7)
18(30)
24(38)
40
139
99
40000
141
29



36
58
84
50000
87
18



24
16
15

El consumo de oxígeno por el cerebro se  caracteriza  por su relativa inconsistencia; es alto a nivel de reposo y no cambia con estados de ejercicio.

SIGNOS  Y SÍNTOM AS DE L A HIPOX I A
Los síntomas  de alarma de la hipoxia son vagos y de presentación insidiosa.  El  autoreconocimiento del  deterioro  se   ve  afectado por  la  disminución  de  la  capacidad intelectual. Los  signos  y síntomas asociados a la hipoxia son debidos a la hipoxia misma o a la hipocapnia o ambas. Los signos objetivos incluyen taquipnea, hiperpnea, alteraciones en el comportamiento, como excitación y beligerancia, falta de coordinación y eventualmente inconciencia; los síntomas incluyen, disnea, cefalea, mareo, euforia, visión borrosa, los síntomas de la hipocapnia incluyen parestesias.

TR ATA MIENTO DE L A HIPOX I A
La hipoxia se previene,  no se trata. Este es el principio fundamental en el transporte de pacientes y en el manejo de emergencias médicas a bordo. El reconocimiento de los signos y síntomas  es secundario; es fundamental contar con pulsoxímetro. El uso de oxígeno en altas concentraciones  es la clave del tratamiento sin importar su causa. Los sistemas de oxígeno a bordo de aeronaves comerciales para atención de pasajeros permiten flujos de 2 a 4 litros por minuto.

En el transporte de pacientes se deben utilizar sistemas con flujos de oxígeno de 10 a 15 litros por minuto para garantizar concentraciones del 100%.Como norma, cualquier avión presurizado, en vuelos de desplazamiento normal y habitual a altitudes superiores a 15.000 pies, presentan presión de cabina semejante a la que existe y equivale a 8.000 pies. Las aeronaves no presurizadas no deberán ascender a altitudes superiores a los 10.000 pies; efectuando en consecuencia sus vuelos en altitudes promedio de 8.000 pies. En cabinas no presurizadas la velocidad de ascenso no debe superar los 500 pies por minuto.

BAROTAUMATISMOS
Se producen por la expansión y compresión de los gases atrapados  en las cavidades corporales  como oído medio, senos paranasales, tracto gastrointestinal, pulmones lo cual es ocasionado por la disminución y aumento de la presión atmosférica cuando se asciende o se desciende respectivamente.  A nivel pulmonar se pueden presentar desarrollo de neumotórax en pacientes con bulas o neumotórax pequeños no tratados. En oído medio y senos paranasales se produce por la presión diferencial entre estos y el medio ambiente, en personas con procesos infecciosos y cuadros gripales.

La  barodoltalgia afecta dientes  con  caries   y  tratamientos  de endodoncia incompletos,  abscesos periapicales. La baropatía abdominal produce distensión de asas intestinales,  por alimentos, cirugías intestinales, obstrucciones, colostomías.
TA BL A 5. FASES DE L A HIPOX I A
FASE
ALTITUD (ft)
SAO2 EFECTOS
Crítica
20000-
25000
60-70% Inconciencia y muerte
Deterioro
15000-
20000
Mecanismocompensato-
70-80% rioagotados
Compensatoria
10000-
15000
80-90% Signos y síntomadehipóxia
Indiferente
NM-10000
TROPOSFERA
Solhasíntomaen
90-98% personacomecanismoscompensatorioagotados
Nivedemar-
12Km
20ºC a
-60ºC
Srealizalovueloscomercialesegradientdetemperaturede – porcad1.00piedaltitud.
ENFER MEDA D DESCOMPR ESI VA

Consiste en la formación de burbujas de nitrógeno en el organismo como consecuencia de la disminución de la presión atmosférica. Casi nunca se presenta  por debajo de los 18.000 pies y si por encima de25.000 pies. A bajas altitudes  se presenta en personas que practican buceo antes del vuelo, por lo que un buzo debe permanecer 24 horas en tierra antes de volar. En aeronaves presurizadas comerciales la presión de cabina en un vuelo comercial  es de 5500 a 8000 pies, suficiente para que se presente  la enfermedad descompresiva en personas con factores condicionantes.  Se presenta durante o después del vuelo.
Se clasifica en dos tipos: la tipo I con manifestaciones articulares de dolor y cutáneas de parestesias, cambios tróficos que requieren descanso y en algunos casos cámara hiperbárica. En la tipo II, las manifestaciones pulmonares  de disnea, dolor torácico y tos seca; neurológicas  con  cefalea, vértigo, alteraciones  visuales.  Colapso cardiovascular, y en forma tardía necrosis aséptica del hueso. Estas manifestaciones siempre requieren cámara hiperbárica.

HUMEDAD
Con la altura la temperatura y el vapor de agua disminuyen. Aunque las cabinas  presurizadas  generan un espacio confortable y seguro, tiene un nivel muy bajo de humedad, lo cual produce en vuelos muy largos deshidratación.  Se presenta sequedad de mucosas, sensación de sed, las secreciones del aparato respiratorio  se tornan más secas dificultando su remoción, obstruyendo la vía aérea y ocasionando una pérdida en el eficiencia del intercambio gaseoso, lo que contribuye a la hipoxia. Existen factores que exacerban la deshidratación en vuelo como el café y el alcohol.

RUIDO
Es un factor muy estresante en el medio aéreo. El ruido afecta el desempeño de tripulantes, produce cefalea, fatiga, sordera a largo plazo sin protección, disminución en la capacidad de concentración y deterioro en la capacidad de trabajo. En el transporte aeromédico es importante por su interferencia en el cuidado del paciente, pues dificulta la auscultación, enmascara el ruido de las alarmas  de los equipos médicos y dificulta la comunicación. Tanto los tripulantes como los pasajeros deben utilizar protectores auditivos, lo cual es más importante en aviones no presurizados.

V IBR ACIÓN
Las fuentes  más  comunes  de vibración en una aeronave son los motores y la turbulencia. La exposición a una vibración moderada ocasiona  un  incremento de  la rata metabólica (aumento  de  la frecuencia cardiaca, respiratoria y tensión arterial); las vibraciones de baja frecuencia pueden ocasionar fatiga, dolor torácico y abdominal, visión borrosa y vértigo. De igual manera, afectan el funcionamiento de los equipos médicos, especialmente los de monitoreo.

ACELER ACIÓN
Cuando un piloto o pasajero está simplemente  sentado en su silla, la fuerza con la cual el está siendo presionado contra el asiento resulta de la fuerza de gravedad y es igual a su peso. La intensidad de esta fuerza es igual a1 G positiva por que es igual a la fuerza de gravedad; pero si ésta fuerza durante una aceleración es 5 veces su peso es igual a 5G positivas.

Pero si la aeronave se dirige en un viraje externo y la persona es mantenida en su silla por su cinturón, una fuerza G negativa es aplicada al cuerpo; si esta es igual al peso del cuerpo es una fuerza 1 G negativa.
El  más  importante  efecto de  estas  fuerzas  está  en  el  sistema circulatorio, por que la sangre móvil puede ser desplazada por estas fuerzas. Cuando un tripulante es sometido  a G positivas, la sangre va hacia las partes más bajas del cuerpo. Así, si la fuerza es de 5G positivas y la persona está inmovilizada en una posición de pie, la        

presión en las venas de los miembros inferiores se incrementa  (cerca de 450 mmHg); en posición sedente es cerca de 300 mmHg.

Y como la presión en los vasos de la parte inferior del cuerpo se incrementa, estos  vasos  pasivamente   se  dilatan así  una  porción grande del volumen sanguíneo de la parte superior del cuerpo es llevad a los vasos sanguíneos  de los miembros inferiores.
El corazón disminuye  su gasto cardiaco, manifestándose inmediatamente por  disminución  de la presión  arterial; si  una persona es sometida a unas fuerza G positiva de 4 o 6 la visión sufre un fenómeno blackout y puede tornarse inconsciente y si continua la aceleración puede fallecer. Una fuerza de aceleración puede inclusive fracturar las vértebras, siendo el umbral 20G positivas. Los efectos de la fuerza G negativa en el cuerpo son menos dramáticos agudamente pero más deletéreos a largo plazo que las positivas.

Una fuerza súbita de 4 ó 5 G negativas puede ser soportada  por un tripulante sin sufrir permanente daño pero si, una momentánea hiperemia cefálica, llevando a un desorden  psicótico de 15 ó 20 minutos como resultado de una edema cerebral.

Ocasionalmente   estas  fuerzas  pueden alcanzar las  20  g negativas alcanzando una presión  arterial cerebral de 300-400 mmHg, ocasionando la ruptura de algunos vasos sanguíneos  de la superficie craneana; sin embargo, y a pesar de estas altas presiones  los vasos intracerebrales tienen menos tendencia a la ruptura debido a que el líquido cefalorraquídeo es centrifugado hacia la cabeza al mismo tiempo que la sangre es llevada hacia los vasos craneales y el gran incremento en la presión de líquido cefalorraquídeo actúa como un cojín en la periferia del cerebro evitando la ruptura de los vasos intracraneales.

Los ojos no están dentro de este plan protector, intensa hiperemia se desarrolla  durante estas fuerzas y desarrollan temporalmente el fenómeno de red-out. Los pilotos  de aviones a reacción tratan de contrarrestar   estas  fuerzas  de  aceleración usando  trajes  antiG, soportando   fuerzas hasta  de  10g. Las  fuerzas  de  aceleración y desaceleración normalmente encontradas en la aviación comercial no son significativas para la salud de las personas que se encuentran sentadas ya que estas son bien toleradas.

Por el contrario, en pacientes en posición horizontal las fuerzas son paralelas al eje axial del cuerpo y pueden ser muy significativas. En un despegue con la cabeza del paciente hacia la nariz del avión, éste percibirá una fuerza de aceleración G positiva(cabeza-pies)  la cual ocasiona que la sangre se dirija hacia los pies, disminuyendo  el riego sanguíneo al cerebro y el retorno de la sangre al corazón.

Las aceleraciones son más importantes  durante el despegue y no tiene tanta importancia durante el aterrizaje. Los pacientes siempre debe ubicarse paralelos al eje longitudinal del avión, lo cual expone el eje del paciente G positivas cabeza pies y G negativas pies cabeza. La posición de la cabeza del paciente en relación con la nariz y la cola de la aeronave debe estar de acuerdo con la enfermedad de éste. Cabeza en dirección a la cola, pacientes en shock. Cabeza en dirección a la nariz: pacientes con lesiones cerebrales traumáticas o sangrados intracerebrales.




1ra. edición del Salamandra Medical JournalEnlace para Bajar Documento en pdf