FISIOLOGÍA DE VUELO

Diplomado en Aeromedicina y Transporte de Cuidados Críticos.

INTRODUCCIÓN

La presente investigación se refiere a la fisiología de vuelo, de la cual se derivan distintos temas que serán abordados para comprender los riesgos potenciales que representan a la aeromedicina.

Asegurar las misiones aéreas es labor importante de la tripulación, por lo que capacitarse y entrenarse en los diferentes aspectos que conlleva, es de vital importancia para prevenir riesgos y situaciones que pongan en riesgo al paciente y a la tripulación.

El personal médico debe desarrollar la capacidad para la resolución de problemáticas que pueden presentar durante el vuelo, tanto con el paciente como con la aeronave. Además de adaptar su forma de trabajo a un entorno austero y bajo las condiciones especiales que presenta el incremento de altitud. El vuelo representa una alta demanda de adaptación fisiológica en la persona sana y aún más en el paciente crítico.

El objetivo de la investigación es describir los cambios fisiológicos que suceden durante el traslado aéreo, entendiendo los conceptos básicos y desarrollándolos a lo complejo. Sirviendo como base para la buena toma de decisiones en el ambiente aéreo y el incremento de la calidad de los cuidados hacia el paciente crítico.

AMBIENTE AÉREO

El espacio aéreo, es el ambiente en el que se desarrolla específicamente la actividad aeronáutica.

La regulación de la actividad aérea impone previamente la regulación del mismo espacio, por ser éste el ambiente donde aquella se desarrolla.

Las principales características del ambiente aéreo, son la altitud a partir del nivel de mar, la temperatura, la presión y la humedad. Al ser modificadas en relación al cambio de altitud, se tienen repercusiones en el cuerpo humano que deben ser identificadas y tratadas para evitar complicaciones.

           

Para poder introducirnos en la aeromedicina es importante conocer algunos conceptos básicos.

FISIOLOGÍA DEL VUELO

Rama de la medicina que se especializa en el estudio de todos aquellos cambios a los que se enfrenta el cuerpo humano al ser expuesto a diferentes altitudes y presiones.

Es de vital importancia describir los riesgos que se presentan, su incidencia y la manera de prevenirlos, así como los protocolos de apoyo y emergencia que auxilian en las complicaciones durante un vuelo.

LA ATMÓSFERA

Es la mezcla de moléculas gaseosas que constituyen la capa que envuelve a la tierra y permite la vida biológica. Está compuesta por diversos gases, principalmente el nitrógeno (78%), oxígeno (21%) y otros gases dispersos (1%) que en conjunto constituyen lo que conocemos como aire.

Una de sus funciones es proteger de los efectos perjudiciales de la radiación solar, así como ayuda a mantener una temperatura adecuada para la población.

La atmósfera es formada por 5 principales capas en función de su temperatura, composición química, densidad y movimiento.        

• Troposfera. En esta capa ocurre una disminución de la temperatura de 2°C por cada 1000 pies de ascenso. Existe un límite llamado “Gradiente Térmica Vertical” a partir de la cual la temperatura deja de disminuir independientemente al ascenso. Es la única capa en la que se presenta el vapor de agua.
• Estratosfera. Se encuentra separada de la troposfera por la capa denominada tropopausa. La estratosfera contiene en ella una sub-capa denominada ozonosfera la cual, actúa como filtro de las radiaciones ultravioletas. Contiene un 19% de los gases atmosféricos, pero muy poca cantidad de vapor de agua.
• Ionosfera. Corresponde a la capa más alejada de la atmosfera interior, limitando la zona de escape. En esta capa se lleva a cabo la ionización de las moléculas gaseosas por efecto de las radiaciones ultravioleta, lo cual produce un aumento de temperatura sin efecto térmico.

Desde el punto de vista fisiológico, se divide en tres zonas: Fisiológica, deficiente fisiológica y equivalente espacial.        

1. La zona fisiológica: se presenta desde el nivel de mar hasta los 10,000 pies. Se caracteriza porque el organismo humano puede vivir en esta zona con pequeñas adaptaciones fisiológicas sin recurrir a medios a medios externos o extraños a su organismo.
2. La zona deficiente fisiológica: se presenta de los 10,000 hasta 50,000 pies, el organismo humano no puede sobrevivir en forma indefinida sin un aporte extraordinario de oxígeno.
3. La zona equivalente espacial: de 50,000 pies hasta 120 millas, en esta zona se requiere el uso de una cabina presurizada y/o traje presurizado completo, además del aporte de oxígeno extraordinaria.

Es de gran relevancia conforme al tema, entender la relación que se establece entre la altitud y la presión barométrica. Esta presión es el valor de presión atmosférica que se mide en un punto cualquiera por encima del nivel del mar. Esta sufre una corrección por la altitud conforme a su modificación.

PRINCIPIOS BÁSICOS DE LAS LEYES DE LOS GASES

Los gases presentes en el cuerpo humano se comportan de acuerdo a una serie leyes, las cuales explican el comportamiento de los mismos y se ven involucradas en el cambio de altitudes. Principalmente son 7 leyes, que serán desarrolladas a continuación:

• Ley de Boyle Mariotte

Se establece como “el volumen que ocupa un gas es inversamente proporcional a la presión de éste sí la temperatura permanece constante”

Es decir, cuando la presión de un gas disminuye, el volumen irá aumentando y viceversa. Dicho suceso es por las partículas del gas, al aumentar el volumen éstas tardan más en llegar a la pared del recipiente, chocando menos entre ellas, por lo que la presión será menor. Por lo tanto, podemos entender que la presión representa la cantidad de choques que se producen de las moléculas hacia las paredes.

La expresión matemática de esta ley es: P.V=k. Para obtener el valor de una presión conforme a un punto inicial se aplica la siguiente fórmula: P1.V1=P2.V2.

En el contexto fisiológico, los gases se encuentran atrapados en las cavidades orgánicas, irán aumentando de volumen de acuerdo a la disminución de la presión barométrica.

• Ley de Charles

Plantea lo siguiente: “A volumen constante la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura de éste”

En el contexto fisiológico, a nivel pulmonar la temperatura es mayor a la del medio ambiente, por lo que los gases inhalados se expandirán y por ende aumentará el volumen pulmonar. Por otro lado, el oxígeno, al ser enfriado en forma importante, hará que la presión de éste, disminuya.    

La expresión matemática para conocer el volumen de acuerdo a la temperatura es: V1/TA=V2/T2.

• Ley de Dalton

En esta ley se establece: “En una mezcla gaseosa la presión total equivale a la sumatoria de las presiones parciales de cada uno de los gases que conforman dicha mezcla”

En el caso del aire seco normal, la mayor parte de la presión barométrica a nivel del mar de 60 mmHg se debe al nitrógeno, al oxígeno y a otros gases en menor cantidad. Al aumentar o disminuir la presión barométrica, la presión de cada gas cambia de manera proporcional.

La importancia de esta ley en la fisiología se deriva de la acción de la presión barométrica, la cual, al disminuir, causa el mismo efecto en la presión de oxígeno de manera proporcional conduciendo a la hipoxia.

• Ley de Fick

Se entiende como, “la velocidad de difusión a través de una membrana es directamente proporcional al gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la misma e inversamente proporcional al grosor de la membrana”.

Los procesos de difusión están sujetos a ésta ley. La membrana permeable puede permitir el paso de partículas a favor del gradiente de concentración.

• Ley de Henry

Plantea “La cantidad de un gas que se disuelve en una fase líquida es directamente proporcional a la presión a que se encuentra dicho gas sobre el líquido”.

Las moléculas del gas pueden estar disueltas en un líquido y permanecer en él mientras esté en un contenedor cerrado. Al disminuir la presión de un gas sobre el líquido, la tase de difusión disminuirá.

Para fines fisiológicos es fundamental el cálculo de la cantidad de oxígeno adicional necesario para compensar los cambios por la altitud. La expresión matemática es: FiO2 inicial. Presión barométrica/ presión de crucero en la aeronave = FiO2 ajustado.

• Ley de Guy-Lussac

Determina que: “A un volumen constante, la presión de un gas es directamente proporcional a su temperatura”. Su expresión matemática es: P1V1/T1=P2V2/T2.

Es decir, si la temperatura aumenta, la presión también lo hará y viceversa. Al aumentar la temperatura, las moléculas aumentan su velocidad, aumentando el número de choques hacia las paredes, por lo que aumenta la presión sin cambiar el volumen.

• Ley de Graham

Se establece “Las velocidades de efusión de los gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus respectivas densidades” Su expresión matemática es la siguiente: V1/V2=(M2/M1)-1/2.

HIPOXIA

Se define como el estado de deficiencia de oxígeno en los tejidos del cuerpo. El conocimiento de la hipoxia y sus síntomas es fundamental en el ambiente aéreo, siendo considerada la emergencia más grave durante el vuelo.

TIPOS DE HIPOXIA

• Hipoxia Hipóxica.

Es la hipoxia producida por el aporte deficiente de oxígeno derivado de la alteración en las fases de ventilación alveolar y/o difusión alveolo capilar de la respiración. Es el resultado de respirar aire con una PO2 reducida al exponerse a la altitud, tener una pérdida de presurización de la cabina o un mal funcionamiento del equipo de oxígeno suplementario.

• Hipoxia Hipémica

Se desencadena por una alteración en la fase de transporte de la respiración, es decir, se reduce la capacidad que tiene la hemoglobina para el transporte de oxígeno. El monóxido de carbono es relevante en el contexto aéreo, ya que está presente en los gases por ser un producto de la combustión, además de considerar la alta afinidad de la hemoglobina hacia el monóxido de carbono. Siendo una de las principales causas, la intoxicación por el CO, la pérdida de sangre o el tabaquismo.

• Hipoxia por estancamiento

Este tipo de hipoxia se debe también a una alteración de la fase de transporte de la respiración. Consiste en la reducción del flujo de sangre a través de un sector del organismo o en su totalidad. Esta condición puede deberse a una falla de la capacidad de la bomba cardíaca o a condiciones de flujo local. Las principales causas son la insuficiencia cardiaca, shock, respiración a presión positiva continuada o frío extremo.

• Hipoxia histotóxica

Este tipo de hipoxia se debe a una alteración de la fase de utilización de la respiración y consiste en la incapacidad de las células para utilizar el oxígeno en forma adecuada. Se produce por la acción de ciertas substancias sobre el metabolismo celular. Las causas más frecuentes son la intoxicación por cianatos y por alcohol.          

• Hipoxia Anémica

La reducción en la cantidad de glóbulos rojos o de hemoglobina en la sangre se define como anemia. En esta condición patológica la sangre tiene reducida su capacidad para transportar el oxígeno a los tejidos del cuerpo, dando lugar a una hipoxia de este tipo cuya intensidad será proporcional a la gravedad de la anemia.

• Hipoxia Isquémica

Resulta de la reducción del flujo sanguíneo a través de los tejidos. Puede producirse por obstrucción del suministro arterial a causa de enfermedad o trauma y por insuficiencia circulatoria general. La enfermedad coronaria debe considerarse seriamente al evaluar aspirantes para licencias aeronáuticas.

CARACTERISTICAS DE LA HIPOXIA

Una de las más peligrosas es su comienzo insidioso, ya que no produce dolor o malestar. Bajo 10,00 pies la disminución de la visión nocturna es el único signo con el que se puede sospechar de la hipoxia. La presencia y severidad de los síntomas varía en cada individuo y de acuerdo al grado de deficiencia de oxígeno. Una de las representaciones más claras de la hipoxia es el compromiso mental, involucrando funciones intelectuales que comprometen las capacidades tanto del piloto como de la tripulación. El compromiso peligroso, es la incapacidad de auto detectar que algo está sucediendo en nuestro organismo. Al enfrentarnos al cambio de altitud, se presenta el tiempo útil de conciencia, el cual representa el intervalo entre la interrupción del aporte o exposición a un ambiente deficiente de oxígeno hasta el momento en que se pierde la capacidad de tomar decisiones correctas.

La relación del tiempo útil de conciencia está directamente relacionada con la altitud, para las personas sanas se establece una tabla con dicho cálculo, por ejemplo, a una altitud de 18,000 pies el TUC dura de 20-30 minutos.         

               

                RECONOCIMIENTO DE LA HIPOXIA

Los signos y síntomas se dividen en objetivos y subjetivos que pueden ser percibidos por el afectado.

Síntomas objetivos: no pueden ser percibidos por el afectado, pero habitualmente lo son por un observador.

• Aumento en la profundidad de la respiración
• Cianosis (color azulado de uñas y labios)
• Confusión mental
• Pobreza de juicio
• Pérdida de la coordinación muscular
• Inconsciencia

Síntomas subjetivos: Las señales de alarma más importantes para el piloto son aquellas que puede percibir más precozmente.

• Sensación de falta de aire
• Sensación de ansiedad
• Dolor de cabeza
• Mareo
• Fatiga
• Náusea
• Sensación de ondas de frío o calor (bochornos)
• Visión borrosa
• Visión de túnel
• Pérdida de sensibilidad

TRATAMIENTO DE LA HIPOXIA

La presencia de síntomas de hipoxia o la exposición a una descompresión de cabina, significan la puesta en marcha inmediata de una serie de procedimientos para su corrección. Sin duda que lo más importante es la provisión inmediata de oxígeno 100%, pero es necesario tener en cuenta otros factores que deben ser analizados en forma secuencial.

Una de las técnicas utilizadas para el aumento de la PO2 es el descenso de la aeronave 10,000 pies, tomando en cuenta que es una técnica que debe considerarse si las medidas previas no tuvieron éxito.

ESTRÉS PRIMARIO DEL VUELO

La aviación es el transporte más seguro, sin embargo, el estrés que este mismo genera en los pilotos y la tripulación puede desencadenar accidentes aéreos.

Los disbarismos se conocen como las alteraciones de los gases atrapados en el organismo a consecuencia de la exposición a los cambios de altitud.

Los principales sitios con gases son el aparato digestivo, el oído medio, los senos paranasales y algunas cavidades dentarias, causando barotitis, barosinusitis y aerodontalgia.   

Los dos factores que más influyen son el stress y la fatiga, dificultando la claridad de conceptos y por ende la toma de decisiones.

El estrés externo se manifiesta a través del ruido, la vibración, los efectos de la altitud, temperaturas extremas y la humedad.

Dicho efecto puede ser tratados o modificados de una manera parcial, la tripulación médica puede brindar los conocimientos sobre los equipos y máscaras de oxígeno, así como llevar un manejo del estrés en forma personal o a través de estrategias educativas.

Las causas del estrés se dividen en; físicas, fisiológicas, psicológicas y psicosociales.

En contexto, el exceso de estrés o el mal manejo del mismo, reduce la capacidad resolutiva del piloto ante las situaciones de emergencia o problemáticas.

Algunos de los efectos que se presentan a nivel cognitivo son: la confusión o pánico, acciones inapropiadas, errores técnicos, toma de decisiones carentes de juicio, disminución de la capacidad para procesar información, desorientación y disminución de la capacidad motora.

Clínicamente se han establecido algunos signos y síntomas tanto conductuales como físicos, lo cual puede orientar al profesional de la salud a identificar o sospechar que se trate de esta situación. Dentro de los cuales se encuentran: la fatiga, cefalea, insomnio, náuseas, vómito, cólicos abdominales, dolor cervical o dorsal, palpitaciones y dolor torácico.          

La exposición al cambio térmico (calor y frío) aumenta la demanda de O2 del cuerpo, puede causar hipotermia o estrés por calor. La temperatura disminuye de 1° a 2° C por 1,000 pies de altura.

Las vibraciones de la aeronave pueden causar incomodidad e incluso dolor del tórax o abdomen, disminución en la visión y fatiga.

La disminución de la humedad, comúnmente se presentan en las aeronaves de turbina jet, causando resequedad y deshidratación, por lo que se requiere mantener hidratado al paciente y la tripulación.

El ruido causa en el paciente una serie de problemas: incremento en la presión arterial, cefalea, incremento en la demanda de O2, pérdida de la audición, por encima de los 70 dB causa daño auditivo irreparable.

De los factores más preocupantes y que regula la FAA es la fatiga, la cual desencadena una disminución en el tiempo respuesta. Por lo que la FAA establece que los pilotos no deben tener jornadas de más de 8 horas de vuelo en un lapso de 24 horas.

Las fuerzas gravitacionales pueden causar hipoxia, eritema, desplazamiento de órganos, pérdida de la conciencia, efectos negativos por descenso rápido de la aeronave (“jala” la sangre hacia el lado opuesto del cerebro, causa hipoxia), efectos positivos por aceleración, ascenso y virajes a alta velocidad (hacia el cerebro)

La desorientación espacial e ilusiones visuales durante el vuelo provoca errores en cuanto al entendimiento de la posición del cuerpo con respecto a la tierra.

Tipos de desorientación espacial

Tipo i. – el piloto no nota la presencia de desorientación porque sus sentidos confirman que la experiencia es real.

Tipo ii. – ocurre cuando el piloto no sabe que está experimentando desorientación espacial, pero siente que algo está mal.

Tipo iii. – ocurre cuando el piloto es afectado por la ilusión de movimiento intenso y no logra reorientarse.

Es fundamental la labor educativa de las tripulaciones en las unidades, sobre estos aspectos, para evitar los riesgos de estrés laboral y/o autoimpuesto, con su consiguiente implicancia sobre la seguridad en las operaciones de vuelo, como asimismo, el establecer control de las actividades de vuelo, para evitar situaciones límite que extendidas por períodos prolongados generarán estrés operacional, tales como el participar en más de 3 turnos en un día o más de 6 días consecutivos en actividades de vuelo.

CONCLUSIÓN

La transformación del cuerpo humano a través de la exposición a ciertas altitudes, es un aspecto fundamental para la formación de una tripulación. Entender los fenómenos de los cuales serán testigos y poder actuar ante ellos.

Si bien, el transporte aéreo es el mejor, conlleva una serie de riesgos de los cuales debe estar consciente la tripulación y los pilotos. El trabajo en equipo es un parte muy importante de éste transporte, ya que la toma de decisiones conlleva la opinión de todos.

La complejidad del tema te aproxima a entender cada vez mejor el comportamiento del organismo y sus respuestas a los estímulos ya explicados, además de brindarte la oportunidad de poder desempeñar intervenciones cada vez más especializadas y un alto nivel de calidad.

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