Narcoză cu azot - Nitrogen narcosis

Scafandrii respiră un amestec de oxigen, heliu și azot pentru scufundări adânci pentru a evita efectele narcozei. O etichetă a cilindrului arată adâncimea maximă de funcționare și amestecul (oxigen / heliu).
Specialitate	Toxicologie medicală

Narcoza în timpul scufundării (cunoscută și sub numele de narcoză cu azot , narcoză cu gaze inerte , răpiri ale adâncului , efect Martini ) este o modificare reversibilă a conștiinței care are loc în timp ce scufundați la adâncime. Este cauzat de efectul anestezic al anumitor gaze la presiune ridicată. Cuvântul grecesc νάρκωσις (narkōsis), „actul de a amorți”, este derivat din νάρκη (narkē), „amorțeală, torpor”, termen folosit de Homer și Hipocrate . Narcoza produce o stare similară cu beția (intoxicația cu alcool) sau inhalarea cu oxid de azot . Poate apărea în timpul scufundărilor superficiale, dar de obicei nu se observă la adâncimi mai mici de 30 de metri (100 ft).

Cu excepția heliului și, probabil , a neonului , toate gazele care pot fi respirate au un efect narcotic, deși variază foarte mult în grad. Efectul este constant mai mare pentru gazele cu o solubilitate mai mare a lipidelor și, deși mecanismul acestui fenomen nu este încă pe deplin clar , există dovezi bune că cele două proprietăți sunt legate mecanic. Pe măsură ce adâncimea crește, afectarea mentală poate deveni periculoasă. Scafandrii pot învăța să facă față unor efecte ale narcozei, dar este imposibil să dezvolți o toleranță . Narcozele afectează toți scafandrii, deși susceptibilitatea variază foarte mult între indivizi și de la scufundare la scufundare.

Narcozele pot fi inversate complet în câteva minute prin ascensiunea la o adâncime mai mică, fără efecte pe termen lung. Astfel, narcozele în timp ce scufundă în ape deschise rareori se transformă într-o problemă gravă, atâta timp cât scafandrii sunt conștienți de simptomele sale și sunt capabili să urce pentru a o gestiona. Scufundările cu mult peste 40 m (130 ft) sunt, în general, considerate în afara scopului de scufundări recreative . Pentru a scufunda la adâncimi mai mari, pe măsură ce narcozele și toxicitatea oxigenului devin factori de risc critici, este necesară pregătirea specialiștilor în utilizarea diferitelor amestecuri de gaze care conțin heliu, cum ar fi trimix sau heliox . Aceste amestecuri previn narcozele prin înlocuirea unei părți sau a întregii fracțiuni inerte a gazului respirator cu heliu non-narcotic.

Clasificare

Narcoza rezultă din respirația gazelor sub presiune ridicată și poate fi clasificată după gazul principal implicat. Cele gaze nobile , cu excepția heliu și , probabil , neon , precum azot , oxigen și hidrogen provoca o decrement în funcție mentală , dar efectul lor asupra psihomotorie funcției (procese care afectează coordonarea proceselor senzoriale sau cognitive și activitatea motorie) variază foarte mult. Efectul dioxidului de carbon este o diminuare consecventă a funcției mentale și psihomotorii. Gazele nobile argon , kripton și xenon sunt mai narcotice decât azotul la o presiune dată, iar xenonul are o activitate atât de anestezică încât este un anestezic utilizabil la o concentrație de 80% și presiune atmosferică normală. Din punct de vedere istoric, xenonul a fost prea scump pentru a fi utilizat foarte mult în practică, dar a fost utilizat cu succes pentru operații chirurgicale, iar sistemele de anestezie cu xenon sunt încă în curs de propunere și proiectare.

semne si simptome

Narcozele pot produce viziunea în tunel, ceea ce face dificilă citirea mai multor ecartamente.

Datorită efectelor sale de modificare a percepției, debutul narcozei poate fi greu de recunoscut. Cea mai benignă, narcoză are ca rezultat ameliorarea anxietății - un sentiment de liniște și stăpânire a mediului. Aceste efecte sunt în esență identice cu diferite concentrații de oxid de azot. De asemenea, seamănă (deși nu la fel de strâns) cu efectele alcoolului sau canabisului și cu medicamentele familiare benzodiazepinice , cum ar fi diazepamul și alprazolamul . Astfel de efecte nu sunt dăunătoare, cu excepția cazului în care provoacă un pericol imediat să rămână nerecunoscut și neadresat. Odată stabilizate, efectele rămân în general aceleași la o adâncime dată, agravându-se doar dacă scafandrul se aventurează mai adânc.

Cele mai periculoase aspecte ale narcozei sunt afectarea judecății, multi-sarcinile și coordonarea, precum și pierderea capacității și concentrării decizionale. Alte efecte includ vertij și tulburări vizuale sau auditive. Sindromul poate provoca exaltare, amețeală, anxietate extremă, depresie sau paranoia , în funcție de scafandru individuale și istoricul medical personal al scafandrului. Când este mai grav, scafandrul se poate simți prea încrezător, ignorând practicile normale de scufundare în condiții de siguranță. Activitatea mentală încetinită, după cum se indică prin creșterea timpului de reacție și creșterea erorilor în funcția cognitivă, sunt efecte care cresc riscul ca un scafandru să gestioneze greșit un incident. Narcoza reduce atât percepția disconfortului rece, cât și a tremurăturilor și, prin urmare, afectează producția de căldură corporală și, prin urmare, permite o scădere mai rapidă a temperaturii de bază în apa rece, cu o conștientizare redusă a problemei în curs de dezvoltare.

Relația dintre adâncime și narcoză este uneori cunoscută informal ca „legea lui Martini”, ideea că narcoză are ca rezultat sentimentul unui martini la fiecare 10 m (33 ft) sub 20 m (66 ft) adâncime. Scafandrii profesioniști folosesc un astfel de calcul numai ca un ghid aproximativ pentru a oferi noilor scafandri o metaforă, comparând o situație cu care ar putea fi mai familiarizați.

Semnele și simptomele raportate sunt rezumate în funcție de adâncimi tipice în metri și picioare de apă de mare în tabelul următor, adaptate îndeaproape de la Deeper into Diving de Lippman și Mitchell:

Cauze

Cauza narcozei este legată de solubilitatea crescută a gazelor în țesuturile corpului, ca urmare a presiunilor crescute la adâncime ( legea lui Henry ). Teoriile moderne au sugerat că gazele inerte care se dizolvă în bistratul lipidic al membranelor celulare provoacă narcoză. Mai recent, cercetătorii au analizat mecanismele proteinelor receptorilor neurotransmițătorilor ca o posibilă cauză a narcozei. Amestecul de gaze respiratorii care intră în plămânii scafandrului va avea aceeași presiune ca apa din jur, cunoscută sub numele de presiunea ambiantă . După orice schimbare de adâncime, presiunea gazelor din sânge care trece prin creier ajunge la presiunea ambiantă în decurs de un minut sau două, ceea ce duce la un efect narcotic întârziat după ce a coborât la o nouă adâncime. Compresia rapidă potențează narcozele datorită retenției de dioxid de carbon .

Cunoașterea scafandrilor poate fi afectată la scufundări de până la 10 m (33 ft), dar modificările nu sunt de obicei vizibile. Nu există o metodă fiabilă pentru a prezice profunzimea la care narcozele devin vizibile sau gravitatea efectului asupra unui scafandru individual, deoarece poate varia de la scufundare la scufundare chiar în aceeași zi.

Afectarea semnificativă datorată narcozei este un risc în creștere sub adâncimi de aproximativ 30 m (100 ft), corespunzător unei presiuni ambientale de aproximativ 4  bari (400 kPa). Majoritatea organizațiilor de antrenament pentru scufundări sportive recomandă adâncimi de maximum 40 m (130 ft) din cauza riscului de narcoză. Când respirați aer la adâncimi de 90 m (300 ft) - o presiune ambientală de aproximativ 10 bari (1.000 kPa) - narcozele la majoritatea scafandrilor duc la halucinații, pierderea memoriei și inconștiență. Un număr de scafandri au murit în încercările de a stabili recorduri de adâncime a aerului sub 120 m (400 ft). Din cauza acestor incidente, Guinness World Records nu mai raportează această cifră.

Narcozele au fost comparate cu boala de altitudine în ceea ce privește variabilitatea de debut (deși nu simptomele); efectele sale depind de mulți factori, cu variații între indivizi. Frigul termic, stresul , munca grea, oboseala și reținerea dioxidului de carbon cresc toate riscul și severitatea narcozei. Dioxidul de carbon are un potențial narcotic ridicat și determină, de asemenea, creșterea fluxului sanguin către creier, crescând efectele altor gaze. Riscul crescut de narcoză rezultă din creșterea cantității de dioxid de carbon reținută prin exerciții fizice grele, respirație superficială sau sărită sau din cauza schimbului slab de gaze în plămâni.

Se știe că narcozele sunt aditive chiar și la o intoxicație minimă cu alcool. Alte medicamente sedative și analgezice , cum ar fi narcoticele opiacee și benzodiazepinele, se adaugă la narcoză.

Mecanism

Ilustrarea unui strat strat lipidic, tipic unei membrane celulare, care prezintă capetele hidrofile la exterior și cozile hidrofobe în interior

Mecanismul precis nu este bine înțeles, dar pare a fi efectul direct al dizolvării gazelor în membranele nervoase și provocând întreruperi temporare ale transmisiilor nervoase. În timp ce efectul a fost observat pentru prima dată cu aerul, alte gaze, inclusiv argon, cripton și hidrogen, provoacă efecte foarte similare la presiunea atmosferică mai mare. Unele dintre aceste efecte pot fi datorate antagonismului la NMDA receptori și potențării ai GABA _A receptori, similar cu mecanismul de nepolare anestezice astfel de dietil eter sau etilenă . Cu toate acestea, reproducerea lor de către gazul argon foarte inactiv din punct de vedere chimic le face puțin probabil să fie o legătură strict chimică la receptori în sensul obișnuit al unei legături chimice . Un efect fizic indirect - cum ar fi o modificare a volumului membranei - ar fi, prin urmare, necesar pentru a afecta canalele ionice cu ligand ale celulelor nervoase. Trudell și colab. au sugerat legarea non-chimică datorită forței atractive a van der Waals între proteine ​​și gazele inerte.

Similar mecanismului efectului etanolului , creșterea gazului dizolvat în membranele celulelor nervoase poate provoca proprietăți modificate ale permeabilității ionilor ale straturilor lipidice ale celulelor neuronale . Presiunea parțială a unui gaz necesară pentru a produce un grad masurat de corelări depreciere bine cu solubilitatea lipidică a gazului: cu cât solubilitatea, este necesară mai puțină presiune parțială.

O teorie timpurie, ipoteza Meyer-Overton , a sugerat că narcozele se întâmplă atunci când gazul pătrunde în lipidele celulelor nervoase ale creierului, provocând interferențe mecanice directe cu transmiterea semnalelor de la o celulă nervoasă la alta. Mai recent, tipuri specifice de receptori cu porți chimici din celulele nervoase au fost identificate ca fiind implicate în anestezie și narcoză. Cu toate acestea, ideea de bază și cea mai generală de bază, conform căreia transmiterea nervului este modificată în multe zone difuze ale creierului ca urmare a moleculelor de gaz dizolvate în membranele grase ale celulelor nervoase, rămâne în mare măsură necontestată.

Management și diagnostic

Gestionarea narcozei este pur și simplu să urce la adâncimi mai mici; efectele dispar apoi în câteva minute. În cazul apariției complicațiilor sau a altor afecțiuni, ascendentul este întotdeauna răspunsul inițial corect. În cazul în care problemele rămân, atunci este necesar să se întrerupă scufundarea. Programul de decompresie poate fi încă respectat, cu excepția cazului în care alte condiții necesită asistență de urgență.

Simptomele narcozei pot fi cauzate de alți factori în timpul scufundării: probleme ale urechii care provoacă dezorientare sau greață ; semne timpurii ale toxicității oxigenului care cauzează tulburări vizuale; sau hipotermie care provoacă respirație rapidă și frisoane. Cu toate acestea, prezența oricăruia dintre aceste simptome ar trebui să implice narcoză. Atenuarea efectelor la urcarea la o adâncime mai mică va confirma diagnosticul. Având în vedere setarea, alte condiții probabile nu produc efecte reversibile. În cazul rar al diagnosticării greșite atunci când o altă afecțiune cauzează simptomele, gestionarea inițială - care urcă mai aproape de suprafață - este încă esențială.

Prevenirea

Narcozele în timpul scufundărilor profunde sunt prevenite prin umplerea buteliilor de scufundare cu un amestec de gaze care conține heliu. Heliul este depozitat în cilindri maronii.

Cea mai simplă modalitate de a evita narcozele cu azot este ca un scafandru să limiteze adâncimea scufundărilor. Deoarece narcozele devin mai severe pe măsură ce adâncimea crește, un scafandru care păstrează adâncimi mai mici poate evita narcozele grave. Majoritatea școlilor de scufundări recreative vor certifica scafandri de bază doar la adâncimi de 18 m (60 ft), iar la aceste adâncimi narcozele nu prezintă un risc semnificativ. În mod normal, este necesară o formare suplimentară pentru certificarea aeriană de până la 30 m (100 ft), iar această formare ar trebui să includă o discuție despre narcoză, efectele acesteia și gestionarea. Unele agenții de instruire pentru scafandri oferă instruire specializată pentru a pregăti scafandrii recreaționali să meargă la adâncimi de 40 m (130 ft), constând adesea în teorii suplimentare și unele practici în scufundări profunde sub supraveghere atentă. Organizațiile de scufundări care se antrenează pentru scufundări dincolo de adâncimile recreative, pot interzice scufundarea cu gaze care provoacă prea multă narcoză la adâncime la scafandrul mediu și încurajează puternic utilizarea altor amestecuri de gaze respiratorii care conțin heliu în locul unei cantități sau a întregului azot din aer - cum ar fi trimix și heliox  - deoarece heliul nu are efect narcotic. Utilizarea acestor gaze face parte din scufundări tehnice și necesită instruire și certificare suplimentară.

În timp ce scafandrul individual nu poate prezice exact la ce adâncime va apărea debutul narcozei într-o zi dată, primele simptome ale narcozei pentru un scafandru dat sunt adesea mai previzibile și mai personale. De exemplu, un scafandru poate avea probleme cu concentrarea ochilor (cazare apropiată pentru scafandrii de vârstă mijlocie), altul poate experimenta sentimente de euforie și altul sentimente de claustrofobie . Unii scafandri raportează că au modificări ale auzului și că sunetul pe care îl fac bulele expirate devine diferit. Pregătirea de specialitate poate ajuta scafandrii să identifice aceste semne de debut personale, care pot fi apoi utilizate ca semnal de ascensiune pentru a evita narcozele, deși narcozele severe pot interfera cu judecata necesară pentru a lua măsuri preventive.

Scufundările adânci trebuie făcute numai după un antrenament treptat pentru a testa sensibilitatea scafandrului individual la adâncimi în creștere, cu supraveghere atentă și înregistrarea reacțiilor. Dovezile științifice nu arată că un scafandru se poate antrena pentru a depăși orice măsură a narcozei la o anumită adâncime sau pentru a deveni tolerant la ea.

Adâncimea narcotică echivalentă (END) este un mod frecvent utilizat de exprimare a efectului narcotic al diferitelor gaze respiratorii. Oceanic si Atmospheric Administrația Națională (NOAA) Diving Manualul prevede acum ca oxigen și azot , ar trebui să fie luate în considerare în mod egal narcotice. Tabelele standard, bazate pe solubilitățile lipidice relative, listează factorii de conversie pentru efectul narcotic al altor gaze. De exemplu, hidrogenul la o presiune dată are un efect narcotic echivalent cu azotul la 0,55 ori mai mare decât presiunea, deci în principiu ar trebui să poată fi utilizat la mai mult de două ori adâncimea. Cu toate acestea, argonul are de 2,33 ori efectul narcotic al azotului și este o alegere slabă ca gaz de respirație pentru scufundări (este utilizat ca gaz de umflare pentru costum uscat , datorită conductivității sale termice scăzute). Unele gaze au alte efecte periculoase atunci când sunt respirate la presiune; de exemplu, oxigenul de înaltă presiune poate duce la toxicitatea oxigenului . Deși heliul este cel mai puțin intoxicant dintre gazele respiratorii, la adâncimi mai mari poate provoca sindrom nervos de presiune ridicată , un fenomen încă misterios, dar aparent fără legătură. Narcoza gazoasă inertă este doar un factor care influențează alegerea amestecului gazos; riscurile de boală de decompresie și toxicitatea oxigenului, costul și alți factori sunt de asemenea importante.

Din cauza efectelor similare și aditive, scafandrii ar trebui să evite medicamentele și drogurile sedative, cum ar fi canabisul și alcoolul, înainte de orice scufundare. O mahmureala, combinata cu capacitatea fizica redusa care o asociaza, face ca narcozele cu azot sa fie mai probabile. Experții recomandă abstinența totală de la alcool timp de cel puțin 12 ore înainte de scufundare și mai mult pentru alte medicamente.

Prognoză și epidemiologie

Narcoza este potențial una dintre cele mai periculoase condiții care afectează scafandrul sub aproximativ 30 m (100 ft). Cu excepția amneziei ocazionale a evenimentelor la adâncime, efectele narcozei sunt complet eliminate la ascensiune și, prin urmare, nu prezintă nicio problemă în sine, chiar și pentru expunerea repetată, cronică sau acută. Cu toate acestea, severitatea narcozei este imprevizibilă și poate fi fatală în timpul scufundărilor, ca urmare a unui comportament ilogic într-un mediu periculos.

Testele au arătat că toți scafandrii sunt afectați de narcoză cu azot, deși unii au efecte mai mici decât altele. Chiar dacă este posibil ca unii scafandri să se descurce mai bine decât alții din cauza învățării de a face față afectării subiective , efectele comportamentale subiacente rămân. Aceste efecte sunt deosebit de periculoase, deoarece un scafandru poate simți că nu se confruntă cu narcoză, dar totuși este afectat de aceasta.

Istorie

Atât Meyer, cât și Overton au descoperit că potența narcotică a unui anestezic poate fi predusă în general din solubilitatea sa în ulei. Concentrația minimă alveolară este un indicator invers al potenței anestezice.

Cercetătorul francez Victor T. Junod a fost primul care a descris simptomele narcozei în 1834, observând că „funcțiile creierului sunt activate, imaginația este plină de viață, gândurile au un farmec aparte și, la unele persoane, sunt prezente simptome de intoxicație”. Junod a sugerat că narcozele rezultă din presiunea care determină creșterea fluxului sanguin și, prin urmare, stimularea centrilor nervoși. Walter Moxon (1836–1886), un medic victorian proeminent , a emis ipoteza în 1881 că presiunea a forțat sângele să ajungă la părți inaccesibile ale corpului, iar sângele stagnant a condus apoi la schimbări emoționale. Primul raport despre potența anestezică legată de solubilitatea lipidelor a fost publicat de Hans H. Meyer în 1899, intitulat Zur Theorie der Alkoholnarkose . Doi ani mai târziu, o teorie similară a fost publicată independent de Charles Ernest Overton . Ceea ce a devenit cunoscut sub numele de Ipoteza Meyer-Overton poate fi ilustrat printr-un grafic care compară potența narcotică cu solubilitatea în ulei.

În 1939, Albert R. Behnke și OD Yarborough au demonstrat că și alte gaze decât azotul pot provoca narcoză. Pentru un gaz inert, sa constatat că potența narcotică este proporțională cu solubilitatea sa lipidică. Deoarece hidrogenul are doar 0,55 solubilitatea azotului, experimentele de scufundare profundă folosind hidrox au fost efectuate de Arne Zetterström între 1943 și 1945. Jacques-Yves Cousteau în 1953 a descris-o ca fiind „l’ivresse des grandes profondeurs” sau „răpirea adâncurilor” ".

Cercetări suplimentare asupra posibilelor mecanisme ale narcozei prin acțiune anestezică au condus la conceptul de „ concentrație minimă alveolară ” în 1965. Aceasta măsoară concentrația relativă a diferitelor gaze necesare pentru a preveni răspunsul motor la 50% dintre subiecți ca răspuns la stimul și arată rezultate similare. pentru potența anestezică ca măsurători ale solubilității lipidelor. Manualul de scufundare (NOAA) a fost revizuit pentru a recomanda tratarea oxigenului ca și cum ar fi la fel de narcotic ca azotul, în urma cercetărilor efectuate de Christian J. Lambertsen și colab. în 1977 și 1978.

Vezi si

• Narcoză cu hidrogen  - stare psihotropă indusă de respirația hidrogenului la presiuni parțiale ridicate

Note de subsol

Referințe

Note

Surse

• Bennett, Peter; Rostain, Jean Claude (2003). „Narcoză cu gaz inert”. În Brubakk, Alf O; Neuman, Tom S (eds.). Fiziologia și medicina scufundării a lui Bennett și Elliott (ediția a 5-a). Statele Unite: Saunders. ISBN   0-7020-2571-2 . OCLC   51607923 .
• Lippmann, John; Mitchell, Simon J. (2005). „Narcoză cu azot”. Mai adânc în scufundări (ediția a doua). Victoria, Australia: JL Publications. pp. 103-8. ISBN   0-9752290-1-X . OCLC   66524750 .
• Supervizor de scufundări al US Navy (2008). US Navy Diving Manual (PDF) . SS521-AG-PRO-010, revizuirea 6. Comanda pentru sistemele navale maritime din SUA. Arhivat din original (PDF) în data de 2014-12-10 . Adus 21.01.2014 .

linkuri externe

• Societatea medicală submarină și hiperbară Corp științific, publicații despre narcoză cu azot.
• Depozit de cercetare Rubicon Depozit cu căutare de cercetări pentru scufundări și fiziologie a mediului.
• Centrul de cercetare a bolilor de scufundare (DDRC), organizație caritabilă din Marea Britanie dedicată tratamentului bolilor de scufundări.
• Campbell, Ernest S. (25.06.2009). „Scufundarea în timpul utilizării marijuanei” . Adus 25-08-2009 . Privire de ansamblu asupra marijuanei și scufundărilor ScubaDoc.
• Campbell, Ernest S. (03.05.2009). „Alcool și scufundări” . Arhivat din original la 30.04.2007 . Adus 25-08-2009 . Prezentare generală a alcoolului și scufundărilor ScubaDoc.
• Campbell, George D. (01.02.2009). „Narcoză cu azot” . Scufundări cu Deep-Six . Adus 25-08-2009 .