Todos os mergulhadores têm que combater com os efeitos de pressão ambiente elevada e reduzida. Mas esses que excedem os limites mergulhando recreativos de profundidade ou tempo são afetados através de pressões adicionais, literalmente e figuratively. Forças externas e internas produzem tipos diferentes de stress - físico, fisiológico, e psicológico. A meta deste capítulo é explicar estas condições de forma que o candidato a mergulhador de ER pode aprender os melhores modos para administrar tal tensão ficando dentro de limites seguros.

A primeira coisa para perceber é que é muito difícil de quantificar todos os efeitos do mergulho profundo. Por que? Principalmente porque profundidade e tempo são relativos. Simplesmente falando, como você vai mais fundo e fica mais muito tempo, os efeitos se tornam maiores e são encontrados novos efeitos.

Neste momento em sua evolução mergulhando, você deveria ter uma série de problemas, como doença descompressiva, barotrauma, toxicidade por oxigênio, e narcose. Mas você pode não estar tão familiarizado com as respostas humanas à hypoxia, hipercapnia, hipotermia, SNAP, doença descompressiva isobárica, desidratação, osteonecrose disbárica, interações de drogas, contaminação de gás, e assim por diante. Considerando que todo mergulhador de ER deveria ser informado de todos estes problemas, nós os examinaremos em maior detalhe.

Comecemos dando uma olhada funda em doença descompressiva (DD). Nós sabemos que o mecanismo básico de DD é atribuível a bolhas de gás inerte que se formam em tecidos de corpo, intravascular e extravascular. Considerando que elas podem se formar em qualquer lugar no corpo, qualquer parte do corpo pode sofrer bends. Este é um processo dinâmico porque o gás continua evoluindo durante um certo tempo, e formando novas bolhas. Além disso, elas crescem e se fundem com a redução da pressão ambiente. Os sinais e sintomas de DD variam bastante, de acordo com a extensão de formação de bolhas, seu tamanho, e onde elas se formam e se fundem. Bends é o termo cotidiano usado para se referir aos processos patológicos causados por uma ascensão rápida ou tempo de descompressão omitido, seja propositadamente ou não.

De onde estas bolhas vêm? Para responder isto nós precisamos revisar a teoria da descompressão. De acordo com as leis de física relativas a troca de gases, a quantidade de gás que dissolverá em um líquido depende de sua porcentagem, na mistura de gás total, a pressão ambiente, e quão solúvel o gás é. Você provavelmente reconhece a Lei de Henry.

Em um estado fixo (equilíbrio) a pressão dentro do sangue e tecidos de uma pessoa é igual à pressão atmosférica que a cerca.^4/5 Neste estado, a troca normal de gás é controlada através de processos metabólicos. Enquanto o ar respirado, o oxigênio e gás carbônico reagem metabolicamente com os tecidos de corpo, fazendo que seus níveis no sangue e tecidos fiquem os mesmos. Porém, durante um mergulho scuba, níveis sanguíneos de oxigênio e gás carbônico aumentam com aumento de pressões parciais dos gases.

Nitrogênio é metabolicamente inerte em seu estado livre. Sua absorção e eliminação são governadas pelas leis de física. Como um mergulhador desce, respirando ar igual à pressão ambiente, a pressão gasosa do nitrogênio alveolar é maior que a pressão de nitrogênio dissolvido no sangue venoso que retorna aos pulmões para limpar de produtos do metabolismo e para reoxigenação. Esta diferença de pressões é o gradiente que coloca nitrogênio de gás para solução - dissolvendo-o no sangue. Como o sangue arterial viaja dos pulmões para o resto do corpo, os tecidos recebem nitrogênio dissolvido, e o armazenam até que a pressão ambiente seja reduzida ou que o equilíbrio seja alcançado. Um tecido está saturado quando não pode absorver mais gás dissolvido num estado fixo ou numa pressão ambiente constante.

Nisto começa o problema. Taxas e níveis de saturação de gás inerte variam entre e dentro dos tecidos. O nitrogênio não se dissolve em todos os tecidos de corpo numa mesma taxa ou quantidade porque o processo de troca é dependente do gradiente de pressão, perfusão de sangue, difusão, e solubilidade do gás. O nitrogênio é aproximadamente cinco vezes mais solúvel em gordura do que em água. Tecidos que têm um conteúdo lipídico alto (ex: tecido subcutâneo, medula espinal, e medula óssea) tendem a absorver maiores quantidades de nitrogênio que tecidos baseados em água, para alcançar saturação. Isto significa que esses tecidos ou áreas dentro de tecidos que geralmente recebem muito sangue têm troca de nitrogênio mais rápido, comparados a tecidos com circulação limitada ou conteúdo lipídico alto, que são mais lentos.

A taxa de absorção e eliminação de gás inerte é baseada em meio-tempos. Este é o tempo que uma área dentro de um tecido, chamada compartimento, leva para se tornar 50% saturada ou dessaturada, pelo gás inerte. Por exemplo, para um tecido de 120 minutos, a absorção de gás inerte é aumentada pela metade a cada 120 minutos. O restante é aumentado pela metade depois de outros 120 minutos, e assim por diante, até que saturação seja alcançada. Teoricamente, isto acontece em seis meio-tempos. Assim, um tecido com um meio-tempo de 120 seria saturado (ou dessaturado) em 12 horas. Porém, fatores como formação de microbolhas (bolhas silenciosas), mudam a taxa de perfusão, assim diminuindo a taxa de desaturação, fazendo isto provavelmente incorreto para a eliminação de gás.

Embora hajam muitas teorias sobre a etiologia da formação de bolhas, a causa ainda é pura especulação. Mas é sabido que para que bolhas se formem, o tecido deve primeiro ser saturado, e quando pressão ambiente é reduzida, as pressões dos gases podem exceder esta pressão ambiente. Este estado é chamado supersaturação. O ponto ao qual uma bolha formará é chamado - supersaturação crítica. J. S. Haldane originou a teoria na qual a formação de bolhas estava baseada na diferença de pressões entre os tecidos de corpo e pressão ambiente. Ele expressou este diferencial como uma relação de supersaturação crítica, e acreditou era 1,58:1.⁷ Simplesmente, quando pressão de nitrogênio de tecido é 1,58 vezes maior que a pressão ambiente de nitrogênio, bolhas se formam.

No desenvolvimento das tabelas de mergulho da Marinha americana, foram calculados gradientes máximos para cinco tecidos compartimentos diferentes. Visto que tecidos mais rápidos permitem maiores frações de nitrogênio dissolvido que tecidos mais lentos, Haldane acreditou que o gradiente de descompressão controlador era o tecido mais lento, para saturar ou desaturar.⁸ Assim, ele baseou o gradiente controlador das tabelas em um compartimento de meio-tempo de 120 minutos.

Porém, pesquisa posterior da U.S.Navy revelou muitos tecidos que trocam gás mais lentamente, indicando mais tecidos e meio-tempos mais longos. Visto que era muito tedioso calcular pressões de tecidos e seus gradientes críticos, em 1965 Workman estabeleceu de tensões críticas, chamados valores M, baseado em pressões parciais de gases (delta P). Eles são derivados de diferencial de pressão e dão o máximo de tensões de tecido permissíveis, expressas em fsw, para descompressão. O teto de profundidade sobre qual o nitrogênio dissolvido borbulhará da solução pode ser computado usando valores M, para compartimentos com meio-tempos diferentes.

⁴ pressão total de gás do sangue venoso é mais baixa que do sangue alveolar nos pulmões, e que do sangue arterial em tecidos de corpo. Isto é porque o O2 é metabolizado, e embora os níveis de CO2 sejam mais altos no sangue venoso, não substituem o oxigênio usado. Em 1961 Rahn chamou este déficit em tensões de gás "desaturação inerente". Embora em 1951. Behnke se referiu a desaturação entre uma bolha e sangue a " janela " de oxigênio. História de Evolução de Desordens de Descompressão. Hempleman, A Fisiologia e Medicamento de Mergulhar, Bennett, et. al., 1982.

⁵ a Janela de Oxigênio e Bolhas de Descompressão: Estimativas e Significado, Van Liew, et. al., Aviation, Space and Enviromental Medicine, setembro, 1993.

⁶ o modelo de descompressão de Haldane foi descrito inicialmente como perfusão-limitado, embora difusão fosse importante. Monitoração de Formação de Fase Gasosa após Mergulhos Repetitivos Descompressivos, através de Doppler Ultra-sonografia, Powell. et. al., 1988. Fatores que afetam absorção de gás inerte são o gradiente, fluxo de sangue, e a relação de solubilidade de gás inerte entre sangue e tecido.

⁷ Haldane baseou pressões de gases inertes no ar, não nitrogênio, assim sua teoria original propôs uma relação máxima de 2: 1.