Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato. PATOLOGÍA DEL BUCEO Y LA AVIACIÓN EN OTORRINOLARINGOLOGÍA Historia de las enfermedades del buceo y la aviación en otorrinolaringología Rafael Gómez-Ullatea y Juan Gómez-Ullateb a Servicio de Otorrinolaringología. Pabellón 8. Hospital San Carlos. Madrid. España. Servicio de Otorrinolaringología. Hospital de Móstoles. Madrid. España. b El ser humano, como la mayor parte de los animales, ha evolucionado para desenvolverse a una determinada presión atmosférica. La atmósfera en la que vive y respira se llama aire y está compuesta mayoritariamente de oxígeno (20%) y nitrógeno (80%) a una presión determinada. Cambios en la presión y la composición del aire producen alteraciones en el organismo que pueden llegar a causar lesiones graves. Los hombres no se dieron cuenta de estas alteraciones hasta que los grandes avances tecnológicos de la era industrial en el siglo XIX permitieron que grandes grupos de obreros trabajaran bajo presión durante una jornada laboral para construir puentes o perforar túneles. En este capítulo describimos los accidentes ocurridos en la construcción de esas primeras obras de ingeniería por la descompresión de los gases disueltos en los tejidos del cuerpo y los progresivos avances hasta vencer estos peligros. Paralelamente a los trabajos de construcción bajo tierra se desarrolló la exploración y la explotación de las profundidades submarinas. Las fuerzas navales militares y civiles desarrollaron el método para bajar a crecientes profundidades sin peligro para los buzos mediante tablas y cámaras de descompresión y diversas combinaciones de gases. Esta segunda parte del buceo subacuático la describimos a continuación del trabajo en los caissons (cámaras de perforación). Los métodos de descompresión de buceadores y trabajadores han seguido caminos distintos a pesar de que la enfermedad producida es la misma. Aún no se ha llegado ni con mucho a los límites de exploración submarina. No hay duda de que el hombre seguirá investigando y venciendo retos. History of otorhinolaryngological aspects of diving and flying Palabras clave: Descompresión. Barotrauma. Buceo. Aviación. Historia. Key words: Decompression. Barotrauma. Diving. Aviation. History. El hombre ha pretendido, desde hace cientos de años, explorar los misterios y explotar las riquezas encerradas en puntos de la tierra sometidos a distinta presión. El ser humano, como casi todos los animales, incluidos los peces pero excluidos algunos como las ballenas y las focas, viven y se desarrollan en una estrecha franja de presión atmosférica. Un cambio rápido en dicha presión atmosférica produce alteraciones de diverso grado que pueden ser graves para ese ser vivo e, incluso, ocasionar la muerte1. Correspondencia: Dr. R. Gómez Ullate. Servicio de Otorrinolaringología. Pabellón 8. Hospital San Carlos. C/ Severo Ochoa, s/n. Ciudad Universitaria. 28040 Madrid. España. Correo electrónico: RGOMEZULLATE@telefonica.net Like most animals, humans have evolved to live at a specific atmospheric pressure. The atmosphere at which humans live and breathe is called air and is mainly composed of oxygen (20%) and nitrogen (80%) at a particular pressure. Changes in the pressure and composition of air produce alterations in the body that can cause serious lesions. These alterations were not discovered until the major technological advances of the industrial era in the 19th century allowed large groups of workers to work under pressure during the working day to construct bridges and tunnels. The present article describes the accidents that occurred in the construction of these first works of engineering due to decompression of the gases dissolved in human tissues and the progressive advances made until these dangers were overcome. Parallel to underground construction work, undersea areas were explored and exploited. Civilian and military naval forces developed the method for descending to increasing depths without danger to divers through decompression chambers and tables and various combinations of gases. This second phase of subaqua diving is illustrated by the work on perforation tunnels. The decompression methods of divers and workers have followed different paths, even though the medical problems produced are the same. Undersea exploration is far from having reached its limits. Undoubtedly humans will continue to investigate and overcome challenges. LA ATMÓSFERA La atmósfera no ha estado siempre compuesta de los mismos gases y en la misma proporción que ahora. Hace cinActa Otorrinolaringol Esp. 2007;58 Supl. 2:1-10 1 Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato. Gómez-Ullate R et al. Historia de las enfermedades del buceo y la aviación en otorrinolaringología sales están descritos en todos los manuales y revistas de buceo y son frecuentes debido a su popularización como deporte y medio de trabajo. Muchos de estos accidentes son tratados por médicos u otorrinolaringólogos (ORL) generales no relacionados con el buceo y curan sin dejar secuelas, por lo que no son declarados y su frecuencia no está debidamente reconocida4. En este capítulo hablaremos, sobre todo, de la historia de los síndromes de descompresión. CIENCIA Y OTOLOGÍA Figura 1. Pescador de perlas en apnea provisto de un tubo respiratorio. De una litografía coloreada del siglo XVII. co mil millones de años, cuando la vida comenzó a existir sobre la Tierra, el 90% de la atmósfera estaba compuesta de hidrogeno2. Plantas de tipo algas comenzaron un proceso de fotosíntesis en el cual se excretaba el oxígeno que era altamente tóxico para ellas. La tasa de oxígeno fue subiendo en la atmósfera hasta tal punto que hace doscientos cincuenta millones de años era de 221 mmHg, con lo que la mayoría de los organismos productores de oxígeno murieron. El oxígeno fue bajando hasta que en el momento actual ha llegado a 160 mmHg. El aire de la atmósfera está compuesto en un 21% de oxígeno, en un 78% de nitrógeno y el 1% restante, de dióxido de carbón, argón y otros. LA RESPIRACIÓN William Harvey (1578-1657) describió que en los alvéolos pulmonares se produce la transferencia gaseosa necesaria para la oxigenación de la sangre en los seres adaptados a ese medio ambiente rico en oxígeno3. El nitrógeno, un gas inerte, no participa en la respiración, pero es el causante de los problemas de la descompresión. Costó mucho sufrimiento y no pocas vidas hasta que, a finales del siglo XIX, los investigadores de la época Paul Bert (1833-1886) y John Scott Haldane (1860-1936) descubrieron las causas y el mecanismo del síndrome de descompresión; este último diseñó las tablas de descompresión que, con lógicas variantes, se han utilizado hasta el momento. BAROTRAUMA Y DESCOMPRESIÓN Los cambios de presión producen en el organismo 2 tipos de síntomas. Unos debidos a la acción directa de la misma presión atmosférica, o barotrauma, que afecta con frecuencia al oído medio e interno, así como a los senos paranasales, y otros debidos a la acción de los gases liberados a la hora de retornar a la superficie, o accidente de descompresión. Los accidentes por barotraumatismos óticos y sinu2 Acta Otorrinolaringol Esp. 2007;58 Supl. 2:1-10 El hombre bucea desde hace miles de años. Pero sólo a mediados del siglo XIX, cuando los otólogos tuvieron los medios de iluminación y los instrumentos para visualizar la membrana timpánica e inyectar aire y otros fluidos en el oído medio a través de la trompa de Eustaquio, se empezó a comprender la acción de los cambios de presión sobre el funcionamiento del oído. Jean Marc Itard publicó en 1821 Traité des maladies de l’oreille, Alfonso Corti describió el órgano que lleva su nombre en 1851 y Menière, en 1861, señaló la importancia del oído en el sistema del equilibrio. Por la misma época, Augustus Siebe (1837) desarrolló el casco de buceo y el traje cerrado que, con las mejoras incorporadas a lo largo de los años, se ha utilizado hasta la década de 1960. En esta época, la ciencia y la tecnología tuvieron un enorme desarrollo que alcanzó a todos, incluso a los médicos de nuestra especialidad. PRECURSORES DEL BUCEO Todos los artículos y manuales sobre buceo hacen referencia, en su apartado de historia, de sus comienzos prehistóricos a pulmón libre hasta los distintos artilugios utilizados, que van desde tubos respiratorios (fig. 1) hasta cámaras cerradas y/o campanas (figs. 2 y 3), que evolucionaron hasta la perfeccionada por Halley en 1716 (fig. 4) o John Smeaton en 1788, que adaptó a la campana una bomba de aire comprimido que funcionaba a mano. La vejiga natatoria de Borelli fue un precedente del buceo autónomo en 1680 (fig. 5)5. Las lesiones producidas en la aviación y las que experimentan los obreros que trabajan bajo altas presiones, o enfermedad de caissons, son similares a las producidas durante el buceo. Unas y otras deben describirse conjuntamente. LAS MINAS DE CARBÓN DEL VALLE DEL LOIRA. CHARLES-JEAN TRIGER Las primeras observaciones detalladas sobre la acción de la presión en el organismo humano fueron efectuadas por médicos contratados para cuidar de los trabajadores en los caissons o grandes cámaras utilizados en minería subacuática, pilares de puentes o túneles bajo ríos, en los que el aire a presión se utilizaba para mantener el agua fuera del lugar de trabajo. El primero en utilizar este método fue el ingeniero de caminos francés Charles-Jean Triger. En plena revolución Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato. Gómez-Ullate R et al. Historia de las enfermedades del buceo y la aviación en otorrinolaringología Figura 2. Campana sumergible. De una litografía coloreada del siglo XVII. Figura 4. Campana sumergible de Hedmund Halley, 1716. Tenía unos barriles que proporcionaban aire. Cobijaba a varios hombres a 18 m durante 90 min. El único problema fueron los intensos dolores de oído que experimentaron. Figura 3. Campana individual de Sturnius, 1676. De una litografía coloreada del siglo XVII. industrial, Triger comenzó a perforar minas de carbón en el valle del Loira, cerca de Chalonnes (1840). Un pozo de hierro (caisson) fue introducido en el fondo arenoso y se empezó a profundizar hasta alcanzar la veta de carbón. El agua era mantenida fuera por medio de aire a presión. En reali- dad no se alcanzaron más de 3 atmósferas de presión. Los obreros parecieron soportar bien estas condiciones de trabajo, pero al cabo de media hora de salir se observaron en algunos, incluido el mismo Triger, crisis de sofoco con dificultad para respirar. Triger contrató a 2 médicos, B. Pol y T.J.J. Watelle6, que fueron los primeros que observaron y trataron una enfermedad que no había sido vista con anterioridad por el ser humano. Terminados los trabajos en Chalonnes, el caisson se trasladó a Lourches (1845), donde se alcanzó una presión de 3,5 atmósferas. Los trabajadores experimentaron crisis de sofoco y, algunos, dolores musculares, artritis y picores dolorosos. Pol, después de una estancia en el caisson, presentó postración, parálisis y vómitos, que no desaparecieron hasta el día siguiente, aunque se recobró sin efectos permanentes. Pol y Watelle afirmaron que la enfermedad se producía al volver a la superficie e indicaron que, como tratamiento, se debía volver a introducir a los afectados en un ambiente de presión. Sin embargo, explicaron la enfermedad como una congestión de los tejidos por la liberación de oxígeno. Acta Otorrinolaringol Esp. 2007;58 Supl. 2:1-10 3 Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato. Gómez-Ullate R et al. Historia de las enfermedades del buceo y la aviación en otorrinolaringología Figura 6. Construcción del puente sobre el río Missouri en San Luis, 1869. Figura 5. Vejiga natatoria de Augusto Borelli, en 1680. Nunca llegó a utilizarse, pero sirvió de inspiración a inventores del siglo XIX. De una litografía coloreada del siglo XVII. En la década de 1850, el método de trabajo con aire comprimido se extendió y aparecieron nuevos síntomas que añadir a la enfermedad de caisson: epistaxis, otalgia, hipoacusia, sed y hambre excesivos, esputos sanguinolentos, dolores óseos, parálisis, vómitos permanentes, hematuria y cefaleas. Los dolores de oído eran a veces especialmente insoportables. Los tratamientos se realizaban de manera especial con medicamentos tópicos, como abluciones con agua fría, escarificaciones, curas con opiáceos, aceite alcanforado, belladona antiflogísticos y aceite de Justiquiama. Hasta 1890, a pesar de las indicaciones de Pol y Watelle de la recompresión como tratamiento del síndrome de descompresión, ningún médico puso en práctica sus teorías. Los trabajos en cajas de aire comprimido se multiplicaron por toda Europa. François, un médico que trabajaba en la construcción de un puente sobre el Rhin cerca de Estrasburgo, notificó que la afectación de unos obreros era distinta de la de otros con la misma exposición y lo atribuyó a la distinta fisionomía. Los individuos de fisionomía linfática estaban menos expuestos a los síntomas que los de naturaleza acalorada, los nerviosos o los irritables. En Europa, los caissons de aire comprimido fueron utilizados ampliamente para la construcción de los pilares de los puentes. A partir de 1860, en Estados Unidos, debido a un desarrollo económico sin precedentes, se comenzaron a construir puentes para mejorar las comunicaciones, lo que conllevó el aumento de las enfermedades de descompresión e, incluso, la aparición de muertes entre los años 1865 y 1880. EL PUENTE DE SAN LUIS. JAMES EADS En el año 1869 se empezó a construir en San Luis el puente sobre el río Missouri (fig. 6). El promotor y constructor fue James Buchanan Eads, un capitán de barco que no tenía 4 Acta Otorrinolaringol Esp. 2007;58 Supl. 2:1-10 experiencia como ingeniero. Se informó en Europa sobre todos los puentes que se habían construido, pero ninguno alcanzaba ni por asomo la magnitud del proyectado puente de San Luis. Sería un puente voladizo sobre 2 pilares sumergidos en el río y tenían que profundizar en el fondo arenoso hasta alcanzar el lecho de roca. Se utilizó, como en proyectos anteriores, aire a presión para mantener el agua fuera de los enormes cajones de madera. Hasta que se llegó a los 60 pies (20 m, aproximadamente) los obreros no tuvieron síntomas (1 metro [m] equivale a 3,28 pies [p]). Pasados los 60 pies de profundidad, cuando la presión alcanzó 25 psig (libras por pulgada cuadrada), algunos hombres, después de la descompresión, comenzaron a experimentar dolor en las articulaciones de las rodillas y los codos. La mayoría experimentó problemas menores, como picor, cefalea o calambres de estómago. Al principio se hizo poco caso de los síntomas. Cuando se pasó de 25 psgi apareció el síndrome de descompresión en su forma florida, parecido al de los buceadores y los trabajadores de los caissons en la época más moderna. La mayoría presentaba dolores articulares, cefaleas, sensación de quemazón y picor, otalgia, enfisema subcutáneo, atontamiento, sordera, disnea, náuseas, vértigo y sangre por el oído y la garganta. Los casos más graves afectaban al sistema nervioso, con dificultad en la marcha, parálisis, apoplejía, convulsiones y muerte. Todos esos síntomas permanecen hoy día en la enfermedad descompresiva, que puede ser de tipo 1 con síntomas menores, o de tipo 2 con síntomas mayores o neurológicos. A los 9 meses del comienzo del trabajo en el pilar este a 93,5 pies (30 m aproximadamente) bajo la superficie con una presión de 44 psig se llegó al lecho de roca y se empezó a rellenar con hormigón. Sin embargo, un joven aparentemente sano, un rato después de la descompresión, tras jadear un poco, cayó a tierra y murió. Otros 6 hombres murieron en 10 días. Desesperado, Eads pidió a su médico personal, Alphonse Jaminet, que se hiciera cargo de la prevención y el tratamiento de la nueva enfermedad que afectaba a sus obreros7. Se montó un hospital flotante para tratar a los afectados. Se estableció un tiempo de compresión en una esclusa de aire antes de entrar en profundidad, como Pol y Watelle 30 años antes, de un minuto por Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato. Gómez-Ullate R et al. Historia de las enfermedades del buceo y la aviación en otorrinolaringología Figura 7. El puente de Brooklyn sobre East River, 1870. cada 3 psig, y al salir, de un minuto por cada 6 psig. La idea era el comienzo de un gran descubrimiento, pero los tiempos de descompresión eran extremadamente cortos. Doce veces más cortos que los utilizados por la US Navy. Cuando los 2 pilares del puente se terminaron, en marzo de 1871, casi el 25% de los trabajadores (91 de 352) presentaba secuelas por descompresión. Treinta fueron hospitalizados, 13 murieron y por lo menos 2 quedaron lisiados de por vida. Jaminet, que también fue atacado por los bends (dolores articulares), atribuyó erróneamente las lesiones a un aumento del metabolismo. No obstante, nos quedan sus tablas de descompresión que, a pesar de ser insuficientes, son un punto de partida. EL PUENTE DE BROOKLYN. WASHINGTON ROEBLING Antes de que se terminase el de San Louis, el ingeniero, hijo de inmigrante alemán, Washington Roebling comenzó la construcción del puente suspendido de gruesos cables de acero que estaban sujetos a 2 pilares. El puente todavía une Manhattan y Brooklyn sobre East River (fig. 7). Los avatares de la construcción del puente de Brooklin están admirablemente descritos por John M. Philips en su monografía The Bends1. El puente se comenzó el 21 de marzo de 1870. De los 2 pilares del puente, el de la orilla de Brooklyn tocó suelo rocoso pronto, a la presión de 37 psig. Los síntomas, bends (dolores, sobre todo articulares por síndrome descompresivo), cefaleas, disnea y picores que experimentaron muchos hombres fueron moderados. El pilar de la orilla de Nueva York se construyó algo más ancho y se profundizó unos 100 pies (30 m) más. A las 2,3 atmósferas de presión los obreros empezaron a ponerse enfermos y Roebling pidió a su médico, Andrew H. Smith8, cirujano general y de garganta y oído, que le ayudase con el tratamiento y la prevención de la enfermedad producida por el trabajo en un ambiente de alta presión. Smith tenía una base científica superior a la de Jaminet y estudió los casos de forma más Figura 8. Trabajadores de caissons perforando en el túnel bajo el río Hudson, 1879. metódica, efectuando estudios anatomopatológicos y confirmando, por ejemplo, el exceso de apetito de los trabajadores. A pesar de todo, a una profundidad de 71 pies los hombres comenzaron a morir y a ser presa de graves alteraciones neurológicas, y el cirujano se vio impotente para detener el desarrollo de la enfermedad. El mismo Roebling fue afectado de grandes dolores articulares y parálisis que, aunque cedieron en parte, le tuvieron en una silla de ruedas el resto de sus días. Los enfermos fueron tratados para los bends con los medicamentos de la época, incluidos morfina, ergotamina, atropina, torniquetes, agua caliente, agua fría, electricidad, alcohol, sanguijuelas, duchas e, incluso, estricnina. Pero Smith estableció también programas de descompresión más seguros. Diseñó, aunque no se construyó, una cámara para la recompresión. La idea de la cámara la tomó de Pol y Watelle de 1853 y precedió a la cámara que diseñó Ernest Moir en 1889 y que redujo doce veces la mortalidad. Los principios de esta cámara permanecen prácticamente inalterables en la actualidad. TÚNELES BAJO EL AGUA. EL TÚNEL BAJO EL RÍO HUDSON. W.C. HASKIN La construcción de túneles bajo los ríos tiene varios miles de años de antigüedad. Recordemos el pasadizo construido en Babilonia bajo el río Eufrates para conectar el palacio real con los templos. A mediados del siglo XIX, ingenieros ingleses intentaron y al final consiguieron (J.M. Greathead y P.W. Barlow ), en 1869, mediante un casco perforante de acero y aire a presión, construir un túnel bajo el Támesis. La presión de 14-20 psig era constante pero relativamente pequeña, y los obreros no se sintieron enfermos por los bends. Acta Otorrinolaringol Esp. 2007;58 Supl. 2:1-10 5 Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato. Gómez-Ullate R et al. Historia de las enfermedades del buceo y la aviación en otorrinolaringología Figura 9. Túnel bajo el río Hudson. El dibujo muestra la parte que fue perforada antes de su abandono, en 1888. Figura 10. Paul Bert 1823-1886, descubridor del nitrógeno como causa de la enfermedad descompresiva. Figura 11. John Scott Haldane, 1860-1936, creó las primeras tablas de descompresión por etapas, cuyo esquema se ha seguido utilizando hasta nuestros días. En 1879, Witt Clinton Haskin, un hombre de negocios, comenzó el túnel bajo el río Hudson que uniría la orilla oeste de Manhattan con el Continente. El túnel es el doble de largo que el puente de Brooklin. Haskin tenía plena confianza en el trabajo en profundidad bajo aire comprimido y no se aprovechó de los adelantos que ya se aplicaban en los túneles europeos (fig. 8). Los trabajos avanzaron lentamente y con muchos accidentes por descompresión. En un año, el 25% de los trabajadores murió. En 1888, después de muchos esfuerzos baldíos, el proyecto fue abandonado (fig. 9). La firma inglesa Pearson & Sons retomó la construcción del túnel y utilizó los métodos de perforadora acorazada de Greathead. Ernest Moir, ingeniero de la compañía, fabricó la primera cámara de descompresión, lo que permitió reducir en gran medida los accidentes y la mortalidad 9. Curiosamente, aunque ya Paul Bert, en París, había descubierto que la enfermedad descompresiva era producida por la liberación de burbujas de nitrógeno, el descubrimiento no se popularizó en Estados Unidos y los tratamientos descompresivos fueron utilizados de forma empírica, aunque con éxito. Desde entonces se construyeron otros túneles ferroviarios sin tanto coste de vidas y dolor debido a las cámaras y las tablas de descompresión, en las que tuvo un gran protagonismo la comunidad de buceadores. 6 Acta Otorrinolaringol Esp. 2007;58 Supl. 2:1-10 CAUSA DE LA ENFERMEDAD DESCOMPRESIVA. PAUL BERT (1833-1886) Paul Bert era un fisiólogo que trabajó en Francia bajo la disciplina de laboratorio en la época dorada de la ciencia (fig. 10). En 1874, Bert, que ya había sido galardonado con un premio de la Academia de la Ciencia, patrocinó una ascensión en globo que intentaba batir el record de altura, en poder de los ingleses desde 1865 y que era de 24.000 pies (7.317 m). A los 26.000 pies, los 3 hombres que se encargaban de las investigaciones en el globo perdieron el conocimiento y 2 de ellos murieron. Bert decidió entonces continuar sus experimentos acerca de la acción de los cambios de presión sobre el organismo en el laboratorio, para lo cual utilizó cámaras en las que se podía someter a animales y personas a determinados cambios de presión atmosférica10. Cada experimento fue protocolizado y los resultados, minuciosamente anotados. Al final llegó a la conclusión de que el nitrógeno, en situación de presión elevada, es absorbido por el tejido graso 5 veces más que el resto de los gases, hasta que se llega al estado de saturación. Cuando ocurre una rápida descompresión, el nitrógeno sale del tejido graso con rapidez en forma de burbujas y se infiltra en los tejidos. La infiltración del tejido nervioso por el componente graso de la mielina produce síntomas particularmente graves. Los individuos más corpulentos, con más cantidad de tejido graso, son más fácilmente afectados por el síndrome descompresivo. Eso explica en parte la heterogeneidad de los síntomas interindividuales. TABLAS DE DESCOMPRESIÓN. JOHN SCOTT HALDANE (1860-1936) Haldane (fig. 11), miembro de una distinguida familia escocesa de soldados, exploradores y pensadores, se sintió interesado desde joven por el tema de la circulación de los gases. Antes de los métodos espectrográficos desarrolló sofisticados sistemas de detección de gases. Fue un entusiasta seguidor de la teoría de Paul Bert sobre el reconocimiento del nitrógeno como causa de la enfermedad descompresiva. Con la ayuda de la Royal Navy pudo construir una cámara de acero suficientemente grande, provista de válvulas y controles, que era capaz de producir una presión de aire determinada a lo largo del tiempo. En ella, diferentes animales y personas fueron sometidos experimentalmente Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato. Gómez-Ullate R et al. Historia de las enfermedades del buceo y la aviación en otorrinolaringología a cambios de presión. Haldane y Priestley11 llegaron a resultados que todavía hoy son válidos: – Comprobó en el laboratorio que el tejido graso y, en particular, la sustancia blanca del tejido nervioso absorbe 5 veces más nitrógeno que otros tejidos corporales más vascularizados. – El tiempo al que el organismo está sometido a una situación hiperbárica es importante para la reabsorción del nitrógeno, hasta que se llega a la situación de saturación en la que éste ya no se absorbe más. – El tejido graso con escasa circulación tarda más tiempo en saturarse y también tarda más tiempo en liberarse del nitrógeno. Si se descomprime desde un nivel de sobresaturación hasta el de saturación, no hay liberación de burbujas de nitrógeno. Descompresiones proporcionalmente pequeñas liberan una cantidad de burbujas de nitrógeno que son asimiladas por el organismo sin síntomas. Un buceador o un trabajador bajo presión puede, por lo tanto, presentar en la primera mitad una descompresión rápida y, después, «subir» mucho más lentamente. Haldane creó unas tablas de descompresión por etapas. Por ejemplo, después de una inmersión de 213 pies (7,5 atmósferas) durante un tiempo suficiente para la saturación de nitrógeno, se ascendía rápidamente a 90 pies (3,5 atmósferas) y, a partir de ahí, la descompresión se hacía lentamente a intervalos de 10 pies, de forma que se alcanza la superficie en 5 h. Hoy día las tablas de descompresión han experimentado ajustes, pero todas incluyen el primer paso de ascensión de Haldane. Hoy día, también se evitan las permanencias tan prolongadas en el agua, que pueden conducir a la hipotermia, y los buceadores son llevados a la superficie con rapidez y “resumergidos” en una cámara en donde se va descomprimiendo lentamente, según las tablas. En tiempos de Haldane, en vez de estas modernas y confortables cámaras, se usaban campanas de descompresión (Davies o Siebe 1910) sumergidas, en las que un asistente esperaba al buceador para ayudarle a llegar a la “superficie”. Haldane se interesó primero por la construcción de túneles, pero fue financiado por la Royal Navy. Los constructores de puentes y túneles siguieron un camino divergente y no adoptaron los avances de Haldane, con las devastadoras consecuencias en cuanto a pérdida de vidas que se derivaron. Esta divergencia continuó hasta los días en que las empresas navales estatales o privadas tuvieron modernas y sofisticadas cámaras de descompresión mientras que los trabajadores de los caissons todavía se regían por tablas pasadas de moda. EVOLUCIÓN DEL TRATAMIENTO DE LA ENFERMEDAD DESCOMPRESIVA En su clásico De morbus artificium diatriba (1700), Bernardino Ramazzini fue el primero que llamó la atención sobre las enfermedades causadas en el puesto de trabajo y la necesidad de que sean reconocidas y tratadas12. Sin embar- go, transcurrieron muchos años antes de que las reclamaciones de los trabajadores y los sindicatos contra las condiciones laborales impuestas por los empresarios resultasen en leyes ordenadas por el Estado en defensa de la salud de los obreros. En el caso de industrias clásicas como la minería o las químicas, fue como hemos descrito, pero en la perforación de túneles los trabajadores se enfrentaban a una enfermedad nueva, muchas veces aparentemente no relacionada con el trabajo bajo presión elevada, y cuya prevención conllevaba períodos en cámaras de descompresión y la declaración de los síntomas de descompresión, así como pérdida de días de trabajo y, por tanto, de salario. Se descubrió más tarde que, por estas razones, un porcentaje alto de trabajadores ocultaba sus molestias. El método de descompresión por etapas de Haldane fue establecido en 1907 pero, por razones desconocidas, los ingenieros de los túneles, sobre todo en Estados Unidos, establecieron un sistema de descompresión uniforme. En esa época, en los trabajos de distintos túneles en Estados Unidos, Inglaterra, Francia, Alemania y Austria, por ejemplo, se seguían sus propias tablas de descompresión y sus turnos de trabajo partidos. Los tiempos de descompresión eran uniformes e insuficientes para evitar que, aunque hubiera habido un avance, todavía sucediesen algunos casos de fallecimiento y bastantes de bends. En 1920, Clifford M. Holland comenzó el gran túnel Holland bajo el río Hudson para transporte rodado13. El túnel, de 8.463 pies a 30 psig de presión, fue perforado por obreros que trabajaban en caissons enormes en turnos de 4 y 8 h, y que pasaban por la descompresión de acuerdo con tablas de 1921. No hubo muertes y se produjeron pocos casos de bends serios. Parecía que la enfermedad de descompresión estaba vencida. Sin embargo, se empezaron a observar, de forma cada vez más frecuente, lesiones articulares deformantes en antiguos trabajadores en los caissons. La enfermedad se llamó osteonecrosis disbárica14. Era debida a necrosis óseas producidas por embolias gaseosas de las pequeñas arteriolas del hueso15. Para tratar de eliminar estas a la larga invalidantes lesiones articulares se utilizaron hasta la década de 1960 varias tablas de descompresión, y se llegó a tiempos de descompresión de 11 h para presiones de 44 psig. La introducción de mezclas de oxígeno en la descompresión por investigadores como Kindwall y Edel en la década de 1960 (autodec III) fue un gran avance porque disminuyó sin riesgo el tiempo de descompresión. Por otro lado, los buceadores militares y comerciales, a partir de la década de 1920, avanzaron por su cuenta en la utilización de aire comprimido y otros gases inertes, lo que abrió esperanzadores caminos de futuro. EL MUNDO SUBMARINO Desde la primera cámara de descompresión desarrollada por Ernest Moir hasta las tablas de Ecosystem 7.a elaboradas en 1990, multitud de científicos, fisiólogos, ingenieros e incluso buceadores ha hecho que el aire comprimido sea respirado con seguridad por la mayoría de los buceaActa Otorrinolaringol Esp. 2007;58 Supl. 2:1-10 7 Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato. Gómez-Ullate R et al. Historia de las enfermedades del buceo y la aviación en otorrinolaringología Figura 13. En 1819, Augustus Siebe inventó un traje con casco de bronce que, con lógicas modificaciones, los buzos utilizarían más de 100 años después. Figura 12. Barril de buceo de John Leteridge, 1715. El barril fue utilizado y Leteridge ganó mucho dinero con él. dores, desde los deportivos hasta los que trabajan en plataformas petrolíferas. En los párrafos siguientes comentaremos algunos episodios del mundo del buceo sin pretender, por las limitaciones de esta monografía, ser ni con mucho exhaustivos. Buceo a una atmósfera El barril de buceo de John Leteridge, de 1715, era una especie de cilindro rígido fabricado en madera, con ventanas para la visión y aperturas para pasar los miembros superiores, que no dejaba introducirse el agua (fig. 12). El sistema de buceo a una atmósfera fue mejorado por Neufeld y Kuhnke con un traje metálico con miembros articulados que pesaba 800 libras16. El traje y el casco de Augustus Siebe (1819) Siebe inventó su casco de bronce (fig. 13) con ventanas para la visión y un traje de cuero impermeable y pesos de plomo en las botas (fig. 14). Fue perfeccionado durante los siguientes años y en sus principios siguió utilizándose hasta la década de 1960. El buzo con traje ya de caucho ha seguido sumergiéndose con suministro de aire a presión desde un navío para todo tipo de trabajos militares e industriales (fig. 15)17. George D. Stilson de la US Navy Creó en 1912 un programa de entrenamiento de buceadores americanos con las tablas de Haldane de 1905. Los buceadores del grupo de Stilson fuero protagonistas de una serie de rescates de naufragios de submarinos y barcos hundidos que supusieron un reto de trabajo en profundidad. Por ejemplo, Frank Criley, en abril de 1915 llegó a 306 pies (93 m), donde se encontraba hundido el U.S.S. Maryland. A su regreso, la primera parada fue a 150 pies y tardó 2 h hasta salir a superficie. Un caso histórico de entrenamiento y suerte. En 1925, el U.S.S. S-51 chocó con el vapor City of Rome. Se hundió 132 pies y se utilizaron las tablas Haldane. El submarino fue llevado a la superficie. El 17 diciembre de 1927, el U.S.S. 109 quedó hundido a 102 pies. Aunque los buceadores llegaron cuando los marineros estaban todavía vivos, no pudieron sacarlos. 8 Acta Otorrinolaringol Esp. 2007;58 Supl. 2:1-10 MEZCLA DE GASES. EL HELIOX En 1940, con la popularización de la anestesia se empezó a dar importancia a la acción narcótica del nitrógeno. Por ello, en las plataformas de petróleo está prohibido ir a más de 165 pies (50 m aproximadamente) con aire comprimido. El oxígeno tampoco está exento de toxicidad y pueden aparecer crisis de hiperoxia a partir de los 295 p (90 m). Eliu Thomson (1919) empezó a utilizar el helio, un gas ligero e inerte que difunde muy rápido y permite mayores profundidades con menores complicaciones. En 1939 se empieza a utilizar la mezcla helio-oxígeno o heliox. El U.S.S. Squalus se hundió a 243 pies (74 m). El U.S.S. Falcon llegó a las 24 h y un buceador con heliox consiguió sacar vivos a 33 marineros. En 1950, buceadores de la Royal Navy llegaron a 600 pies con heliox. No obstante, el helio, a pesar de ser menos soluble en la grasa que el nitrógeno, también es capaz de producir burbujas y causar bends18. Por eso, en 1993 se han publicado las tablas de decompresión con heliox (Comex EDU). BUCEO AUTÓNOMO Benoit Rouquairol y Auguste Denairouse utilizaron en 1865 un tanque de aire no comprimido con válvulas a una atmósfera (fig. 16). Su equipo se puede considerar como un precedente del SCUBA (self-contained breathing apparatus). En 1926, Yves le Prieur, impresionado, quizás, por las imágenes de Giovanni Borrelli, utiliza gafas y aletas para que el buceador nade en vez de andar por el fondo. Jaques Yves Cousteau (1910-1997) y Emil Gagnan diseñaron y probaron el primer prototipo de regulador en 1943. Desarrollado en la década de 1950, el scuba de Cousteau y Gagnan, que llamaron aqua-lung, significa un avance enorme del buceo autónomo para el trabajo, la exploración y la diversión. El problema del buceo deportivo es que con frecuencia se hace a miles de kilómetros de centros con capacidad de ayudar en un accidente, por lo que las consecuencias pueden hacerse ya irreversibles. Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato. Gómez-Ullate R et al. Historia de las enfermedades del buceo y la aviación en otorrinolaringología Figura 15. Traje de buceo. Figura 14. Buceadores a finales del siglo XIX. LOGROS Y RETOS DEL BUCEO Los barofisiólogos en sus cámaras de descompresión pueden elegir entre múltiples tablas y aplicarlas según los síntomas presentados por el buceador. Tienen también acceso a ultrasonidos o resonancia magnética para explorar el alcance de las burbujas de nitrógeno. Surgen nuevos problemas, como el HPNS o high presure nervous syndrome18, síndrome neurológico con vómitos, temblores, cefalea, postración, ataques epilépticos y catatonía, debidos sólo a la gran presión que hace que el límite de profundidad alcanzable sea por ahora de 2.000 pies (610 m). En 1971, científicos de Comex en Marsella utilizaron mezclas de hidrógeno y heliox (hidreliox) en monos. En 1992, la mezcla se utilizó con seres humanos y con hidreliox se llegó a 2.300 pies (701 m). Para permanencias largas se está utilizando el buceo de saturación, que se basa en que, una vez alcanzada la saturación, no se absorbe más gas, por lo que se puede permanecer en la profundidad sin límite de tiempo19. Se han conseguido muchos avances y se han vencido muchos retos, pero parece que se ha llegado al límite de la respiración con gas. En la actualidad se está investigando con la respiración con líquidos, que debería favorecer la inmersión a profundidades aún no alcanzadas20. ENFERMEDAD DESCOMPRESIVA EN LA AVIACIÓN Los accidentes ocurridos en las ascensiones a más de 25.000 pies de altitud en globos durante las décadas de 1860 Figura 16. Aparato de Benoit Rouquayrol y Auguste Denayrouze, 1861, que incorporaba una válvula a modo de regulador que después fue perfeccionada por Cousteau y Gagnan en el aqua-lung. y 1870 o en el montañismo fueron debidas a hipoxia y alcalosis metabólica, pero no a enfermedad descompresiva, por la lentitud de la ascensión. En cambio, durante las rápidas ascensiones en aviones de combate sí que podían formarse las burbujas de nitrógeno que originan los bends. Durante la Primera Guerra Mundial era raro que los aviones alcanzasen los 20.000 pies debido a dificultades mecánicas. Acta Otorrinolaringol Esp. 2007;58 Supl. 2:1-10 9 Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato. Gómez-Ullate R et al. Historia de las enfermedades del buceo y la aviación en otorrinolaringología Ya en 1920, Rudy Schroeder, consiguió en un biplano llegar a los 33.000 pies con oxígeno y parece que lo soportó bien. Durante la década de 1930 se alcanzaron altitudes mayores, hasta los 50.000 pies (15.243 m), en laboratorio y se describieron las alteraciones producidas por deficiencia de oxígeno. Enseguida llegó la Segunda Guerra Mundial, y aviones como los Hurricane y Spitfire ingleses, Messerschmidt alemanes, Zero japoneses, Mustang y Corsair americanos volaban por necesidad hasta los 35.000 pies. En 1940, John F. Fulton21, un gran fisiólogo amante de la historia, fue encargado de investigar en el laboratorio todo lo relacionado con los síntomas de descompresión a gran altitud. En octubre de 1941 empezó a trabajar en una cámara semejante a la de Haldane, una gran olla a presión en la que, además, se podía regular la temperatura. Se rodeó en la universidad de Yale de los mejores especialistas en fisiología y química de Estados Unidos. Se llegó a la conclusión, como Bert y Haldane habían investigado, que los bends se producían por la formación de burbujas de nitrógeno. Quedó claro que los síntomas no aparecían hasta los 23.000 pies (7.000 m), pero a partir de ahí los dolores abdominales, el dolor de dientes, las molestias en las articulaciones y la tos dolorosa, como ocurre en los trabajadores de los caissons, comenzaban a notarse. A 35.000 pies las molestias podían ser intensas y se podía tener la desgracia de llegar al neumotórax. Se estudió en el laboratorio la generación de burbujas a partir de un proceso llamado nucleación, que es la formación de burbujas a partir de núcleos más pequeños. El grupo de Fulton recogió suficientes datos para modificar las tablas clásicas de Haldane para que los buceadores pudiesen emerger de forma más rápida y segura. Las cabinas de los aviones fueron presurizadas de forma sistemática por encima de los 10.000 pies (3.000 m, aproximadamente). En las décadas de 1960 y 1970, los investigadores pudieron contar con ultrasonidos, espectroscopia nuclear, análisis termodinámicos y radiología computarizada. Se llegó a la conclusión de que la formación de burbujas ocurre de cualquier forma, pero hasta que se llega a los umbrales de dolor no es necesario realizar ninguna acción. 10 Acta Otorrinolaringol Esp. 2007;58 Supl. 2:1-10 Durante más de 100 años se han estudiados todas las consecuencias y las causas y se ha conseguido dominar los efectos de la descompresión atmosférica. Quedan todavía algunos puntos por aclarar y algunos retos de profundidad o vacío que conseguir, a los que indudablemente un día se llegará. BIBLIOGRAFÍA 1. Phillips JL. The bends. Compresed air in the history of cience, diving and ingeniering. New Haven: Yale University Press; 1998. p. 1-6. 2. Gilbert DL. 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