Narcose por nitrogênio

Narcose durante o mergulho (também conhecido como narcose por nitrogênio, narcose por gás inerte, arrebatamento das profundezas, Efeito Martini) é uma alteração reversível na consciência que ocorre durante o mergulho em profundidade. É causada pelo efeito anestésico de certos gases em alta pressão. A palavra grega νάρκωσις (narkōsis), "o ato de entorpecer&# 34;, é derivado de νάρκη (narkē), "dormência, torpor& #34;, termo usado por Homero e Hipócrates. A narcose produz um estado semelhante à embriaguez (intoxicação alcoólica) ou à inalação de óxido nitroso. Pode ocorrer durante mergulhos rasos, mas geralmente não se torna perceptível em profundidades inferiores a 30 metros (100 pés).

Com exceção do hélio e provavelmente do néon, todos os gases que podem ser inalados têm efeito narcótico, embora variem amplamente em grau. O efeito é consistentemente maior para gases com maior solubilidade lipídica e, embora o mecanismo desse fenômeno ainda não esteja totalmente claro, há boas evidências de que as duas propriedades estão mecanisticamente relacionadas. À medida que a profundidade aumenta, a deficiência mental pode se tornar perigosa. Os mergulhadores podem aprender a lidar com alguns dos efeitos da narcose, mas é impossível desenvolver tolerância. A narcose pode afetar todos os mergulhadores, embora a suscetibilidade varie amplamente entre os indivíduos e de mergulho para mergulho. Os principais modos de mergulho subaquático que tratam de sua prevenção e tratamento são o mergulho autônomo e o mergulho com suprimento de superfície em profundidades superiores a 30 metros (98 pés).

A narcose pode ser completamente revertida em poucos minutos, subindo para uma profundidade mais rasa, sem efeitos a longo prazo. Assim, a narcose durante o mergulho em águas abertas raramente se transforma em um problema sério, desde que os mergulhadores estejam cientes de seus sintomas e sejam capazes de subir para administrá-la. Mergulhar muito além de 40 m (130 pés) geralmente é considerado fora do escopo do mergulho recreativo. Para mergulhar em maiores profundidades, pois a narcose e a toxicidade do oxigênio se tornam fatores de risco críticos, é necessário treinamento especializado no uso de várias misturas de gases contendo hélio, como trimix ou heliox. Essas misturas previnem a narcose substituindo parte ou toda a fração inerte do gás respiratório por hélio não narcótico.

Classificação

A narcose resulta de gases respiratórios sob pressão elevada e pode ser classificada pelo principal gás envolvido. Os gases nobres, exceto o hélio e provavelmente o néon, bem como o nitrogênio, o oxigênio e o hidrogênio causam uma diminuição na função mental, mas seu efeito na função psicomotora (processos que afetam a coordenação dos processos sensoriais ou cognitivos e a atividade motora) varia amplamente. O efeito do dióxido de carbono é uma diminuição consistente da função mental e psicomotora. Os gases nobres argônio, criptônio e xenônio são mais narcóticos que o nitrogênio em uma determinada pressão, e o xenônio tem tanta atividade anestésica que é um anestésico utilizável em concentração de 80% e pressão atmosférica normal. Historicamente, o xenônio tem sido muito caro para ser usado na prática, mas tem sido usado com sucesso em operações cirúrgicas, e os sistemas de anestesia com xenônio ainda estão sendo propostos e projetados.

Sinais e sintomas

Narcosis pode produzir visão de túnel, tornando difícil ler vários calibres.

Devido aos seus efeitos de alteração da percepção, o início da narcose pode ser difícil de reconhecer. Em sua forma mais benigna, a narcose resulta no alívio da ansiedade - uma sensação de tranquilidade e domínio do ambiente. Esses efeitos são essencialmente idênticos a várias concentrações de óxido nitroso. Eles também se assemelham (embora não tanto) aos efeitos do álcool e dos conhecidos benzodiazepínicos, como diazepam e alprazolam. Tais efeitos não são prejudiciais, a menos que façam com que algum perigo imediato não seja reconhecido e tratado. Uma vez estabilizados, os efeitos geralmente permanecem os mesmos em uma determinada profundidade, piorando apenas se o mergulhador se aventurar mais fundo.

Os aspectos mais perigosos da narcose são o comprometimento do julgamento, multitarefa e coordenação, e a perda da capacidade de tomada de decisão e foco. Outros efeitos incluem vertigem e distúrbios visuais ou auditivos. A síndrome pode causar euforia, vertigem, ansiedade extrema, depressão ou paranóia, dependendo do mergulhador individual e do histórico médico ou pessoal do mergulhador. Quando mais sério, o mergulhador pode se sentir confiante demais, desconsiderando as práticas normais de mergulho seguro. Atividade mental mais lenta, conforme indicado pelo aumento do tempo de reação e aumento dos erros na função cognitiva, são efeitos que aumentam o risco de um mergulhador administrar mal um incidente. A narcose reduz tanto a percepção do desconforto pelo frio quanto os tremores e, portanto, afeta a produção de calor corporal e, consequentemente, permite uma queda mais rápida da temperatura central em água fria, com consciência reduzida do problema em desenvolvimento.

A relação de profundidade com a narcose às vezes é conhecida informalmente como "lei de Martini", a ideia de que a narcose resulta na sensação de um martini para cada 10 m (33 ft) abaixo de 20 m (66 pés) de profundidade. Mergulhadores profissionais usam esse cálculo apenas como um guia aproximado para dar aos novos mergulhadores uma metáfora, comparando uma situação com a qual eles possam estar mais familiarizados.

Os sinais e sintomas relatados são resumidos em relação a profundidades típicas em metros e pés de água do mar na tabela a seguir, adaptada de Deeper into Diving de Lippman e Mitchell:

Causas

A causa da narcose está relacionada com o aumento da solubilidade dos gases nos tecidos do corpo, como resultado das pressões elevadas em profundidade (lei de Henry). Teorias modernas sugerem que gases inertes que se dissolvem na bicamada lipídica das membranas celulares causam narcose. Mais recentemente, os pesquisadores têm observado os mecanismos das proteínas receptoras de neurotransmissores como uma possível causa da narcose. A mistura de gás respiratório que entra nos pulmões do mergulhador terá a mesma pressão que a água ao redor, conhecida como pressão ambiente. Após qualquer mudança de profundidade, a pressão dos gases no sangue que passa pelo cérebro alcança a pressão ambiente em um ou dois minutos, o que resulta em um efeito narcótico retardado após a descida a uma nova profundidade. A compressão rápida potencializa a narcose devido à retenção de dióxido de carbono.

Um mergulhador' a cognição pode ser afetada em mergulhos rasos de até 10 m (33 pés), mas as mudanças geralmente não são perceptíveis. Não existe um método confiável para prever a profundidade em que a narcose se torna perceptível ou a gravidade do efeito em um mergulhador individual, pois pode variar de mergulho para mergulho, mesmo no mesmo dia.

A deficiência significativa devido à narcose é um risco crescente abaixo de profundidades de cerca de 30 m (100 pés), correspondendo a uma pressão ambiente de cerca de 4 bar (400 kPa). A maioria das organizações de treinamento de mergulho esportivo recomenda profundidades não superiores a 40 m (130 pés) devido ao risco de narcose. Ao respirar ar a profundidades de 90 m (300 pés) - uma pressão ambiente de cerca de 10 bar (1.000 kPa) - a narcose na maioria dos mergulhadores leva a alucinações, perda de memória e inconsciência. Vários mergulhadores morreram na tentativa de estabelecer recordes de profundidade do ar abaixo de 120 m (400 pés). Devido a esses incidentes, o Guinness World Records não relata mais essa figura.

A narcose foi comparada com o mal da altitude em relação à sua variabilidade de início (embora não seus sintomas); seus efeitos dependem de muitos fatores, com variações entre os indivíduos. Frio térmico, estresse, trabalho pesado, fadiga e retenção de dióxido de carbono aumentam o risco e a gravidade da narcose. O dióxido de carbono tem um alto potencial narcótico e também causa aumento do fluxo sanguíneo para o cérebro, aumentando os efeitos de outros gases. O aumento do risco de narcose resulta do aumento da quantidade de dióxido de carbono retida por meio de exercícios pesados, respiração superficial ou falha, ou devido a trocas gasosas deficientes nos pulmões.

A narcose é conhecida por ser uma adição até mesmo à intoxicação alcoólica mínima. Outros sedativos e analgésicos, como narcóticos opiáceos e benzodiazepínicos, aumentam a narcose.

Mecanismo

Ilustração de uma bicamada lipídica, típica de uma membrana celular, mostrando as cabeças hidrofílicas no exterior e as caudas hidrofóbicas no interior

O mecanismo preciso não é bem compreendido, mas parece ser o efeito direto do gás se dissolvendo nas membranas nervosas e causando interrupção temporária nas transmissões nervosas. Embora o efeito tenha sido observado pela primeira vez com o ar, outros gases, incluindo argônio, criptônio e hidrogênio, causam efeitos muito semelhantes em pressões superiores à atmosférica. Alguns desses efeitos podem ser devidos ao antagonismo nos receptores NMDA e potencialização dos receptores GABAA, semelhante ao mecanismo de anestésicos apolares, como éter dietílico ou etileno. No entanto, sua reprodução pelo argônio, um gás quimicamente inativo, torna improvável que sejam uma ligação estritamente química a receptores no sentido usual de uma ligação química. Um efeito físico indireto - como uma mudança no volume da membrana - seria, portanto, necessário para afetar os canais iônicos controlados por ligantes das células nervosas. Trudell et al. sugeriram ligação não química devido à força atrativa de van der Waals entre proteínas e gases inertes.

Semelhante ao mecanismo do efeito do etanol, o aumento do gás dissolvido nas membranas das células nervosas pode causar alterações nas propriedades de permeabilidade iônica das células neurais. bicamadas lipídicas. A pressão parcial de um gás necessária para causar um grau medido de comprometimento correlaciona-se bem com a lipossolubilidade do gás: quanto maior a solubilidade, menos pressão parcial é necessária.

Uma teoria inicial, a hipótese de Meyer-Overton, sugeria que a narcose ocorre quando o gás penetra nos lipídios das células nervosas do cérebro, causando interferência mecânica direta na transmissão de sinais de uma célula nervosa para outra. Mais recentemente, tipos específicos de receptores quimicamente controlados em células nervosas foram identificados como estando envolvidos com anestesia e narcose. No entanto, a ideia subjacente básica e mais geral é que a transmissão nervosa é alterada em muitas áreas difusas do cérebro como resultado de moléculas de gás dissolvidas nas células nervosas. membranas gordurosas, permanece em grande parte incontestado.

Diagnóstico e gerenciamento

Os sintomas da narcose podem ser causados por outros fatores durante o mergulho: problemas de ouvido causando desorientação ou náusea; sinais precoces de intoxicação por oxigênio causando distúrbios visuais; toxicidade de dióxido de carbono causada por mau funcionamento do depurador do rebreather, esforço respiratório excessivo ou padrão respiratório inadequado ou hipotermia causando respiração rápida e tremores. No entanto, a presença de qualquer um destes sintomas pode implicar narcose. O alívio dos efeitos ao subir para uma profundidade mais rasa confirmará o diagnóstico. Dado o cenário, outras condições prováveis não produzem efeitos reversíveis. No caso de diagnóstico incorreto quando outra condição está causando os sintomas, o manejo inicial – ascender a uma profundidade mais rasa – ainda é benéfico na maioria dos casos, pois também é a resposta apropriada para a maioria das causas alternativas dos sintomas.

O manejo da narcose por gás inerte é simplesmente subir para profundidades mais rasas, onde grande parte do efeito desaparece em minutos. No caso de complicações ou outras condições presentes, a ascensão continua sendo a resposta inicial correta. Se os problemas persistirem, pode ser necessário abortar o mergulho. O cronograma de descompressão ainda pode ser seguido, a menos que outras condições exijam assistência de emergência.

A narcose por gás inerte pode seguir-se a uma mudança de gás para um gás de descompressão com maior fração de azoto durante a subida, o que pode ser confundido com sintomas de doença descompressiva, num raro exemplo de situação em que não é aconselhável subir imediatamente. Se houver suspeita de que esse seja o problema, é melhor voltar para o gás menos narcótico, se possível, e ajustar o cronograma de descompressão para adequá-lo. Este problema pode ser agravado pela possibilidade de contradifusão de gás inerte, que é mais provável de afetar o ouvido interno, e geralmente pode ser evitado por uma melhor seleção de misturas de gases e profundidades de comutação.

Prevenção

Narcosis enquanto o mergulho profundo é impedido pelo enchimento de cilindros de mergulho com uma mistura de gás contendo hélio. O hélio é armazenado em cilindros castanhos.

A maneira mais direta de evitar a narcose por nitrogênio é o mergulhador limitar a profundidade dos mergulhos. A outra medida preventiva principal é a seleção/escolha devidamente informada de qual gás usar para o mergulho específico em consideração.

Como a narcose se torna mais grave à medida que a profundidade aumenta, um mergulhador que se mantém em profundidades mais rasas pode evitar narcose grave. A maioria das agências de treinamento recreativo certifica apenas mergulhadores iniciantes em profundidades de 18 a 20 m (60 a 70 pés) e, nessas profundidades, a narcose não apresenta um risco significativo. Normalmente, é necessário treinamento adicional para certificação de até 30 m (100 pés) no ar, e esse treinamento deve incluir uma discussão sobre narcose, seus efeitos e gerenciamento. Algumas agências de treinamento de mergulhadores oferecem treinamento especializado para preparar mergulhadores recreativos para irem a profundidades de 40 m (130 pés), muitas vezes consistindo em teoria adicional e alguma prática em mergulhos profundos sob supervisão rigorosa. As organizações de mergulho que treinam para mergulhar além das profundidades recreativas podem excluir o mergulho com gases que causam muita narcose em profundidade no mergulhador médio (como as misturas de nitrox típicas e amplamente usadas na maioria dos mergulhos recreativos) e encorajam fortemente o uso de outros respiradores misturas de gases contendo hélio no lugar de parte ou todo o nitrogênio no ar - como trimix e heliox - porque o hélio não tem efeito narcótico. O uso desses gases é considerado mergulho técnico e requer treinamento e certificação adicionais.

Embora o mergulhador individual não possa prever exatamente em que profundidade o início da narcose ocorrerá em um determinado dia, os primeiros sintomas de narcose para qualquer mergulhador geralmente são mais previsíveis e pessoais. Por exemplo, um mergulhador pode ter problemas com o foco do olho (acomodação próxima para mergulhadores de meia-idade), outro pode experimentar sentimentos de euforia e outro sentimentos de claustrofobia. Alguns mergulhadores relatam que têm alterações auditivas e que o som que suas bolhas exaladas fazem torna-se diferente. O treinamento especializado pode ajudar os mergulhadores a identificar esses sinais de início pessoal, que podem ser usados como um sinal para subir para evitar a narcose, embora a narcose grave possa interferir no julgamento necessário para tomar medidas preventivas.

Os mergulhos profundos devem ser feitos apenas após um treinamento gradual para testar a sensibilidade individual do mergulhador a profundidades crescentes, com supervisão cuidadosa e registro de reações. As evidências científicas não mostram que um mergulhador pode treinar para superar qualquer medida de narcose em uma determinada profundidade ou tornar-se tolerante a ela.

Profundidade narcótica equivalente (END) é uma forma comumente usada para expressar o efeito narcótico de diferentes gases respiratórios. O Manual de Mergulho da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA) agora afirma que o oxigênio e o nitrogênio devem ser considerados igualmente narcóticos. As tabelas padrão, baseadas nas solubilidades lipídicas relativas, listam os fatores de conversão para o efeito narcótico de outros gases. Por exemplo, o hidrogênio a uma determinada pressão tem um efeito narcótico equivalente ao nitrogênio a 0,55 vezes essa pressão, portanto, em princípio, deveria ser utilizável em mais de duas vezes a profundidade. O argônio, no entanto, tem 2,33 vezes o efeito narcótico do nitrogênio e é uma má escolha como gás respiratório para mergulho (é usado como gás para inflar roupas secas, devido à sua baixa condutividade térmica). Alguns gases têm outros efeitos perigosos quando inalados sob pressão; por exemplo, oxigênio em alta pressão pode levar à toxicidade do oxigênio. Embora o hélio seja o menos inebriante dos gases respiratórios, em maiores profundidades pode causar síndrome nervosa de alta pressão, um fenômeno ainda misterioso, mas aparentemente não relacionado. A narcose por gás inerte é apenas um fator que influencia a escolha da mistura de gases; os riscos de doença de descompressão e toxicidade do oxigênio, esforço respiratório, custo e outros fatores também são importantes.

Devido a efeitos semelhantes e aditivos, os mergulhadores devem evitar medicamentos sedativos e drogas, como maconha e álcool, antes de qualquer mergulho. Uma ressaca, combinada com a capacidade física reduzida que a acompanha, torna a narcose por nitrogênio mais provável. Os especialistas recomendam abstinência total de álcool por pelo menos 12 horas antes do mergulho e mais tempo para outras drogas.

Prognóstico e epidemiologia

A narcose é potencialmente uma das condições mais perigosas para afetar o mergulhador abaixo de cerca de 30 m (100 pés). Exceto por amnésia ocasional de eventos em profundidade, os efeitos da narcose são totalmente removidos na subida e, portanto, não representam nenhum problema em si mesmos, mesmo para exposições repetidas, crônicas ou agudas. No entanto, a gravidade da narcose é imprevisível e pode ser fatal durante o mergulho, como resultado de um comportamento ilógico em um ambiente perigoso.

Testes mostraram que todos os mergulhadores são afetados pela narcose por nitrogênio, embora alguns tenham efeitos menores do que outros. Embora seja possível que alguns mergulhadores consigam lidar melhor do que outros por aprenderem a lidar com a deficiência subjetiva, os efeitos comportamentais subjacentes permanecem. Esses efeitos são particularmente perigosos porque um mergulhador pode sentir que não está experimentando narcose, mas ainda assim ser afetado por ela.

História

Tanto Meyer quanto Overton descobriram que a potência narcótica de um anestésico geralmente pode ser prevista de sua solubilidade no óleo. Concentração Alveolar mínima é um indicador inverso de potência anestésica.

O pesquisador francês Victor T. Junod foi o primeiro a descrever os sintomas da narcose em 1834, observando que "as funções do cérebro são ativadas, a imaginação é viva, os pensamentos têm um encanto peculiar e, em algumas pessoas, sintomas de intoxicação estão presentes." Junod sugeriu que a narcose resultava da pressão, causando aumento do fluxo sanguíneo e, portanto, estimulando os centros nervosos. Walter Moxon (1836–1886), um proeminente médico vitoriano, levantou a hipótese em 1881 de que a pressão forçava o sangue a partes inacessíveis do corpo e o sangue estagnado resultava em mudanças emocionais. O primeiro relato da potência anestésica relacionada à lipossolubilidade foi publicado por Hans H. Meyer em 1899, intitulado Zur Theorie der Alkoholnarkose. Dois anos depois, uma teoria semelhante foi publicada independentemente por Charles Ernest Overton. O que ficou conhecido como a hipótese de Meyer-Overton pode ser ilustrado por um gráfico comparando a potência narcótica com a solubilidade em óleo.

Em 1939, Albert R. Behnke e O. D. Yarborough demonstraram que outros gases além do nitrogênio também poderiam causar narcose. Para um gás inerte, a potência narcótica foi proporcional à sua lipossolubilidade. Como o hidrogênio tem apenas 0,55 da solubilidade do nitrogênio, experimentos de mergulho profundo usando hidrox foram conduzidos por Arne Zetterström entre 1943 e 1945. Jacques-Yves Cousteau em 1953 o descreveu como "l'ivresse des grandes profondeurs" ou o "arrebatamento das profundezas".

Mais pesquisas sobre os possíveis mecanismos de narcose por ação anestésica levaram à "concentração alveolar mínima" conceito em 1965. Ele mede a concentração relativa de diferentes gases necessários para prevenir a resposta motora em 50% dos indivíduos em resposta ao estímulo e mostra resultados semelhantes para a potência anestésica como as medições de lipossolubilidade. O Manual de Mergulho (NOAA) foi revisado para recomendar o tratamento do oxigênio como se fosse tão narcótico quanto o nitrogênio, seguindo a pesquisa de Christian J. Lambertsen et al. em 1977 e 1978, mas esta hipótese foi contestada por trabalho mais recente.

Um estudo sobre os efeitos do ambiente na narcose por gás inerte publicado por Lafère et al. em 2016 concluiu que a pressão e a composição do gás podem ser os únicos fatores externos significativos que influenciam a narcose por gás inerte. Também descobriu que o início da narcose segue um curto período de alerta elevado durante a descida, e alguns dos efeitos persistem por pelo menos 30 minutos após o mergulho. Por volta de 2020, pesquisas usando frequência de fusão de cintilação crítica (CFFF) e conectividade funcional EEG mostraram sensibilidade à narcose de nitrogênio, mas não são sensíveis à pressão parcial de hélio, em testes de laboratório.