Narcosi Da Azoto

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presentazione sullo stato delle conoscenze sulla narcosi 10 anni fa, non credo sia cambiato molto anche oggi l'elio permette di evitarla.
L'articolo originale è anche pubblicato su www.scubateknica,com

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Narcosi Da Azoto

  1. 1. Narcosi da Gas Inerte <ul><li>Storia </li></ul><ul><li>Leggi dei gas </li></ul><ul><li>“ Legge” di Martini </li></ul><ul><li>Aria e Azoto </li></ul><ul><li>Segni e Sintomi </li></ul><ul><li>Cause e meccanismi </li></ul><ul><li>Effetti sulle prestazioni </li></ul><ul><li>Acclimatazione </li></ul><ul><li>Test Mount - Milner </li></ul><ul><li>Fattori che la influenzano </li></ul><ul><li>Gestione </li></ul>“ Sabbia a lato della strada”
  2. 2. Storia della narcosi <ul><li>1835 Junod: effetti narcotici dell’aria compressa </li></ul><ul><li>1878 Paul Bert: altri effetti </li></ul><ul><li>1903-06 Hill, Greenwood e MacLeod: nuove conferme </li></ul><ul><li>1930 Domant: amnesia </li></ul><ul><li>1932 Hill e Philips : “rallentamento dei processi cerebrali” </li></ul><ul><li>1935 Behnke: sintomi dovuti all’azoto, da 20m in poi </li></ul><ul><li>1937 Shilling e Willgrube: test matematici in camera </li></ul><ul><li> iperbarica </li></ul><ul><li>1953 Cousteau: variazioni individuali </li></ul><ul><li>1962 Kessling e Maag: test sulle prestazioni </li></ul><ul><li>1964-79 Vari ricercatori: fattori che peggiorano la narcosi, “adattamento” con esposizioni frequenti. </li></ul><ul><li>1973-76 Hamilton, Schmidt, Miller, Langley: la saturazione in nitrox diminuisce la narcosi nelle escursioni in aria </li></ul><ul><li>1985 Fowler: processi cognitivi più colpiti delle abilità manuali </li></ul>
  3. 3. Leggi dei Gas: Henry <ul><li>La quantità di gas disciolta in un liquido ad una data temperatura è una funzione della pressione parziale del gas in contatto con il liquido e del coefficiente di solubilità del gas in quel liquido. </li></ul>La quantità di gas in soluzione in un liquido è proporzionale alla pressione parziale del gas premente e di quella del gas già disciolto.
  4. 4. Legge di: Henry 1 2 3 1 2 3 1 2 3 ppGas + ppGas -
  5. 5. Leggi dei Gas: Dalton <ul><li>La pressione totale esercitata da una miscela di gas è pari alla somma delle pressioni di ciascun gas presente nella miscela. </li></ul>Pp gas= P m x % gas
  6. 6. “ Legge” di Martini <ul><li>“ 15 metri di profondità, respirando aria, equivalgono ad un Martini secco a stomaco vuoto” </li></ul><ul><li>L’individuo è un cattivo giudice delle sue condizioni. </li></ul><ul><li>Gli effetti variamo molto da individuo a individuo. </li></ul><ul><li>Se si ignorano alcuni fattori la comparazione quantitativa è valida. </li></ul><ul><li>L’ebbrezza da alcol non si risolve rapidamente e ha degli effetti collaterali. </li></ul><ul><li>In realtà l’azoto si comporta più come un anestetico gassoso . </li></ul>
  7. 7. “ Legge” di Martini: i problemi
  8. 8. <ul><li>Aria= O 2 + N2 + tracce di altri gas </li></ul><ul><li>O 2 ~ 21% </li></ul><ul><li>N 2 ~ 78% </li></ul><ul><li>altri gas ~ 1% </li></ul>ARIA
  9. 10. Segni e Sintomi della narcosi <ul><li>euforia </li></ul><ul><li>ebbrezza </li></ul><ul><li>“ testa leggera” </li></ul><ul><li>coordinazione neuromuscolare impedita </li></ul><ul><li>udito più sensibile o allucinazioni uditive </li></ul><ul><li>rallentamento dei processi mentali superiori </li></ul><ul><li>ridotta capacità di problem solving </li></ul><ul><li>perdita o disturbi della STM </li></ul><ul><li>percezione temporale alterata </li></ul><ul><li>sonnolenza </li></ul><ul><li>eccessiva fiducia </li></ul><ul><li>impedimento nei lavori di precisione </li></ul><ul><li>movimenti esagerati </li></ul><ul><li>intorpidimento e formicolio delle labbra, del volto e dei piedi </li></ul><ul><li>stupore </li></ul>
  10. 11. Segni e Sintomi della narcosi <ul><li>allucinazioni o disturbi visivi </li></ul><ul><li>leggerezza o tendenza al riso </li></ul><ul><li>depressione </li></ul><ul><li>riduzione delle percezioni </li></ul><ul><li>ridotta tolleranza allo stress </li></ul><ul><li>calligrafia ingrandita </li></ul><ul><li>amnesia </li></ul><ul><li>perdita di conoscenza </li></ul><ul><li>ritardo nell’esecuzione dei compiti </li></ul><ul><li>difficoltà nel parlare </li></ul><ul><li>scarso giudizio </li></ul><ul><li>maggior tempo di reazione </li></ul><ul><li>riflessi rallentati </li></ul><ul><li>perdita di abilità manuale </li></ul><ul><li>riduzione della sensibilità al freddo (e perdita </li></ul><ul><li>della capacità di produzione termica con il brivido) </li></ul><ul><li>senso di svenimento imminente </li></ul>
  11. 12. Narcosi e Anestesia <ul><li>La narcosi è un impedimento + o - lieve, l’anestesia è più profonda. </li></ul><ul><li>A pressioni sufficientemente elevate anche l’aria è un anestetico </li></ul><ul><li>L’ossido nitroso (N 2 O) è narcotico a 1 atm </li></ul><ul><li>L’N 2 si comporta in modo simile agli anestetici inalatori: </li></ul><ul><ul><li>variazioni di EEG e potenziali evocati </li></ul></ul><ul><ul><li>reversibilità totale </li></ul></ul><ul><ul><li>soppressione dell'ipereccitabilità da pressione iperbarica (HPNS) </li></ul></ul><ul><ul><li>pp anestetica prevista dalla sua solubilità lipidica </li></ul></ul>
  12. 13. Cause e meccanismi della narcosi <ul><li>Il Sistema Nervoso e i lipidi </li></ul><ul><li>Teoria di Meyer - Overton </li></ul><ul><li>Teorie di fase acquosa </li></ul><ul><li>Meccanismi elettrofisiologici </li></ul><ul><li>Meccanismi cellulari di membrana </li></ul>
  13. 14. Il Sistema Nervoso <ul><li>SN Centrale (encefalo e midollo spinale): cellule nervose e loro diramazioni, circondate da strutture gliali. </li></ul><ul><li>SN Periferico (nervi cranici, nervi spinali e ramificazioni ) : assoni circondati da cellule di Schwann </li></ul><ul><li>Cellule nervose: </li></ul><ul><li>Pirenoforo (corpo) </li></ul><ul><li>Dendriti : afferenti, ricevono impulsi. </li></ul><ul><li>Assone : efferente, conduce distalmente gli impulsi. Termina nella sinapsi. </li></ul># neuroni nel cervello: 10 10
  14. 15. Il Sistema Nervoso Sostanza Grigia : Pirenofori, dendriti e parte iniziale degli assoni (corteccia del cervello e del cervelletto e regione centrale del midollo spinale) Sostanza Bianca : Fibre nervose rivestite da mielina (parte centrale degli emisferi e del cervelletto e periferia del midollo)
  15. 16. <ul><li>GUAINA MIELINICA </li></ul><ul><li>Dopo il tratto iniziale l’assone è rivestito da speciali </li></ul><ul><li>cellule della nevroglia disposte in sequenza: </li></ul><ul><li>SNC cellule di oligodendroglia </li></ul><ul><li>SNP cellule di Schwann </li></ul>
  16. 17. <ul><li>Materiale di isolamento, impedisce la diffusione dell’eccitamento agli assoni adiacenti. </li></ul><ul><li>Aumento della velocità di conduzione dell’impulso nervoso. </li></ul><ul><li>Regolazione degli scambi metabolici tra cellula di Schwann e assone. </li></ul><ul><li>Guida per la rigenerazione delle fibre </li></ul>Funzioni della Mielina Velocità di propagazione: Fibre mieliniche 70-120 m/s Fibre amieliniche 0,5-2 m/s
  17. 18. <ul><li>Conduzione dell’impulso nervoso </li></ul><ul><li>L’impulso è un fenomeno elettrico di membrana </li></ul><ul><li>La membrana del neurone è polarizzata da una </li></ul><ul><li>ddp (a riposo) di -70mV </li></ul><ul><li>Il potenziale è dovuto a pompe ioniche </li></ul><ul><li>All’interno è maggiore [K + ] e minori [Na + ] e [Cl - ] </li></ul><ul><li>Na + è 10 volte più concentrato all’esterno </li></ul><ul><li>K + è 10 volte più concentrato all’interno </li></ul>
  18. 19. <ul><li>Conduzione dell’impulso nervoso 2 </li></ul><ul><li>Quando il neurone viene eccitato si aprono i canali per il sodio. </li></ul><ul><li>Il potenziale cade (depolarizzazione). </li></ul><ul><li>Dopo 100 m/sec la membrana ritorna impermeabile al Na+, ma aumenta </li></ul><ul><li>la permeabilità al K+, che esce ripolarizzando la fibra. </li></ul><ul><li>Questo si verifica in una piccola area e il fenomeno si propaga (circuito locale), nelle fibre mieliniche si propaga da nodo a nodo (teoria della conduzione saltatoria). </li></ul>
  19. 20. <ul><li>La fibra nervosa conduce l’impulso in 2 direzioni. </li></ul><ul><li>La sinapsi è polarizzata (senso unico) </li></ul><ul><li>Sinapsi: eccitatorie e inibitorie </li></ul>Fibre e Sinapsi A ridosso del neurone postsinaptico la fibra nervosa perde le sue guaine e si espande a formare il bottone sinaptico .
  20. 21. Sinapsi <ul><li>L’impulso arriva alla sinapsi </li></ul><ul><li>Si aprono i canali del Ca++ </li></ul><ul><li>Le vescicole riversano il mediatore nella fessura </li></ul><ul><li>Il mediatore si lega ai recettori del neurone postsinaptico </li></ul><ul><li>Il mediatore viene inattivato da enzimi </li></ul><ul><li>idrolitici e riassorbito per micropinocitosi </li></ul><ul><li>da neuroni e cellule gliali. </li></ul>
  21. 22. <ul><li>Sinapsi </li></ul><ul><li>Spazio intersinaptico di 20-30 nm (10 -9 m) </li></ul><ul><li>Nella membrana presinaptica ci sono le vescicole sinaptiche contenenti il neurotrasmettitore (mediatore chimico dell’impulso) </li></ul><ul><li>Nella membrana postsinaptica ci sono i recettori per i neurotrasmettitori . </li></ul>acetilcolina (sinapsi colinergiche): muscoli scheletrici norepinefrina (sinapsi adrenergiche): muscoli lisci e ghiandole nel SNC ci sono anche: 5-idrossitriptamina, istamina, GABA, acido aspartico, glicina, dopamina, acido glutamico .
  22. 23. I Lipidi <ul><li>Insolubili in solventi polari (H 2 O) </li></ul><ul><li>Solubili in solventi organici (alcol, etere, benzene) </li></ul><ul><li>Composti da acidi grassi </li></ul><ul><li>Nel tessuto cerebrale ci sono fosfolipidi che partecipano alla trasmissione sinaptica. </li></ul><ul><li>La fosfatidilcolina sequestra l’acetilcolinesterasi in forma inattiva. (Dipalmitoil-fosfatidilcolina nel surfactante) </li></ul><ul><li>Il fosfatidilinositolo è correlato ai recettori colinergici </li></ul>
  23. 24. Teoria del gas inerte <ul><li>Ipotesi di Meyer (1899) e Overton (1901): </li></ul><ul><li>C’è un parallelo tra l’affinità di un anestetico alifatico per i lipidi ed il suo potere narcotico. </li></ul><ul><li>Teoria di Meyer e Hopff (1923): </li></ul><ul><li>“ Tutte le sostanze gassose o volatili inducono narcosi se penetrano nei lipidi cellulari in una data concentrazione molare ), che è caratteristica di ogni tipo di cellula ed è approssimativamente la stessa per tutti i narcotici” </li></ul>
  24. 25. Teorie di fase acquosa <ul><li>teoria degli iceberg </li></ul><ul><li>Teoria di Miller (1963): </li></ul><ul><li>I gas inerti aumentano l’area di molecole d’acqua ordinate (“iceberg”) che circondano una molecola di gas in soluzione. Questo abbassa la conduttanza del tessuto nervoso, irrigidisce le membrane lipidiche e le occlude. </li></ul>teoria dei clatrati Ipotesi di Pauling (1961): Si formano dei clatrati che aumentano l’impedenza del tessuto nervoso intrappolando gli ioni carichi associati con la conduzione dell’impulso e causando una diminuzione del metabolismo cellulare.
  25. 26. Meccanismi elettrofisiologici <ul><li>La presenza di gas inerte riduce la capacità delle sinapsi di trasmettere gli impulsi elettrici. </li></ul><ul><li>Il tempo in cui si verifica questo effetto è inversamente proporzionale alla pressione del gas inerte. </li></ul><ul><li>L’ossigeno ha proprietà narcotiche già prima di determinare alterazioni enzimatiche e convulsioni </li></ul>
  26. 27. Meccanismi cellulari di membrana <ul><li>L’azoto abbassa la tensione all’interfaccia acqua-lipoproteina. </li></ul><ul><li>Aumento reversibile della permeabilità </li></ul><ul><li>della membrana per i cationi. </li></ul><ul><li>Calo dei livelli ionici di Na + e Cl - nel liquido cerebro-spinale, nel sangue e nell’urina . </li></ul><ul><li>Maggiore permeabilità a K +. </li></ul><ul><li>Efflusso attivo di Na + e ingresso di K + dalla membrana dei globuli rossi. </li></ul>
  27. 28. Effetti dell’aria compressa sulle prestazioni <ul><li>Stress psicologico dovuto alla narcosi. </li></ul><ul><li>Riduzione del 10-20% della percezione degli stimoli periferici. </li></ul><ul><li>Perdita della capacità di riconoscere i pericoli e di intraprendere un’azione adeguata in risposta al verificarsi di un evento. </li></ul>
  28. 29. Effetti dell’aria compressa sulle prestazioni <ul><li>Gli effetti cominciano a 4 atm (30 m) </li></ul><ul><li>Poulton (1964): 34 cassonisti: impedimento da narcosi (+2,2 s) in un test di ordinamento carte. </li></ul><ul><li>A 122 m gli effetti della narcosi assomigliano a quelli delle droghe psichedeliche (LSD). </li></ul><ul><li>Adolfson (1972): vertigini e perdita di equilibrio, studi fino a 91 m. Relazione quadratica tra perdita di equilibrio e aumento di pressione. </li></ul><ul><li>Jones (1979): interazione significativa tra alcol ed equilibrio. </li></ul><ul><li>Frankenhauser (1963): elevata ppO2 > narcosi. </li></ul><ul><li>Test di Shilling e Willgrube (1937) tra 27,5 e 91,5 m: somme, moltiplicazioni, divisioni, sottrazioni. 46 soggetti . </li></ul>
  29. 30. Effetti dell’aria compressa sui test psicometrici Depth (m) 0 27.5 30.5 38 46 53.5 61 68.5 76 84 91.5 Mean extra time to solve 0.35 11.09 6.89 7.65 9.74 11.95 13.98 17.17 26.07 26.53 31.42 problems(s) Mean extra errors in solving 0.18 0.86 0.49 0.42 0.72 0.84 1.22 0.88 2.18 2.66 3.02 problems Average reaction 0.214 - - - 0.237 - 0.242 - 0.248 - 2.257 time (s) Mean extra 1.64 2.55 3.42 3.91 4.66 8.00 11.75 15.73 16.33 17.09 24.36 time to solve problems (acclimatized subjects)
  30. 31. Effetti dell’aria compressa sulle prestazioni <ul><li>1962 Test alternativi di Kiessling e Maag: </li></ul><ul><li>Purdue Pegboard, e test di ragionamento concettuale a 30 m: </li></ul><ul><li>-33,46% della capacità di ragionamento </li></ul><ul><li>-28,85% del tempo di reazione </li></ul><ul><li>- 7,90% dell’abilità manuale </li></ul><ul><li>nessuna variazione con il tempo. </li></ul><ul><li>1982 il Dr. Schaene, Medical Director dell’Hydro-Lab: presenza di narcosi quasi impercettibile già a 14 metri in nitrox . </li></ul>
  31. 32. Modello “a 3 Scatole” di Fowler Effetti dell’aria compressa sulle prestazioni N 2 Apprendimento
  32. 33. Effetti Cellulari <ul><li>Cellule nervose </li></ul><ul><li>Inibizione della trasmissione sinaptica eccitatoria </li></ul><ul><li>depressione reversibile delle correnti di sodio </li></ul><ul><li>gli altri anestetici deprimono solo a pressioni molto alte </li></ul><ul><li>forse i canali del Na sono più sensibili all’N 2 </li></ul><ul><li>N 2 favorisce la conformazione inattiva del canale </li></ul>
  33. 34. <ul><li>Ad una data ppN 2 narcosi non costante, </li></ul><ul><li>decresce al prolungamento dell’esposizione. </li></ul><ul><li>Adattamento NO (sottintende cambiamenti su base genetica) </li></ul><ul><li>Acclimatazione SI (sottintende una somiglianza con altri fenomeni) </li></ul><ul><li>L’aumento di pp deve essere progressivo (sia in immersioni in saturazione che “a rimbalzo”) </li></ul><ul><li>Nelle immersioni “a rimbalzo” non c’è acclimatazione ma diminuzione dell’ansia e “imparare ad affrontare”. </li></ul><ul><li>Vari giorni (5-9) e si ottiene con ppN 2 <2,7 ata, migliora le prestazioni in “bounce dive” fino a 10 ata. </li></ul><ul><li>Grandi differenze individuali </li></ul><ul><li>80-85% del risultato in 2-3 settimane, il resto richiede ancora più tempo. </li></ul><ul><li>incidenti nel 1° e 2° giorno o quando si cambiano condizioni ambientali </li></ul>Acclimatazione
  34. 35. Il Test Mount - Milner 1965 <ul><li> Gilbert Milner e Tom Mount </li></ul><ul><li>Ipotesi (Miles e McKay) : 55 - 70 m rischio di grave errore umano (sicurezza dell’immersione) , oltre 70 m rischi per la vita. Modellamento psicologico. </li></ul><ul><li>Verifica sperimentale </li></ul><ul><li>3 gruppi di 4 sub (2 uomini, 2 donne) </li></ul><ul><li>G 1: narcosi da 30 m in poi, grave a 45 m, problemi proposti </li></ul><ul><li>dagli allievi . </li></ul><ul><li>G 2: narcosi c’è ma colpisce in modo diverso, elenco sintomi e </li></ul><ul><li>spiegata la tolleranza. </li></ul><ul><li>G 3: concentrazione e preparazione mentale: > resistenza alla </li></ul><ul><li>narcosi. </li></ul>
  35. 36. Il Test Mount - Milner <ul><li>Prova dei test a 15 m e varie immersioni a 9 e 30 m. </li></ul><ul><li>1a imm. 39 m </li></ul><ul><li>G1 effetti da minimi a medi </li></ul><ul><li>G2 - G3 pochi effetti </li></ul><ul><li>2a imm. 54 m </li></ul><ul><li>G1 2 sub eliminati G2 4 sub, </li></ul><ul><li>prestazioni -50% </li></ul><ul><li>G3 poche difficoltà </li></ul><ul><li>3a imm. 60 m </li></ul><ul><li>G1 tutti eliminati e 2 da G2 per grave narcosi e ansia </li></ul><ul><li>G3 lieve miglioramento </li></ul><ul><li>4a imm. 72 m </li></ul><ul><li>G2 1 sub eliminato - 1 migliora </li></ul><ul><li>G3 1 sub eliminato - 3 </li></ul><ul><li>migliorano </li></ul>Controllo = 10 sub esperti : 60 m 7 su 10 100% 3 su 10 prestazione conclusa (+ tempo) 72 m 5 su 10 100% 1 su 10 problemi su alcuni test 4 su 10 -42% <ul><li>Conclusioni: </li></ul><ul><li>Esiste un “adattamento”. </li></ul><ul><li>L’addestramento corretto è </li></ul><ul><li>fondamentale e modifica la </li></ul><ul><li>suscettibilità. </li></ul><ul><li>Conferma delle ipotesi iniziali . </li></ul>
  36. 37. Fattori che favoriscono o aggravano la narcosi <ul><li>Aumentata ppCO2 </li></ul><ul><li>L’azoto non influenza la risposta al livello di CO 2 (Lanphier) </li></ul><ul><li>La ppCO2 elevata causa vasodilatazione cerebrale </li></ul><ul><li>> N 2 = > narcosi </li></ul>
  37. 38. Fattori che favoriscono o aggravano la narcosi <ul><li>Aumentata ppCO2 </li></ul><ul><li>Freddo </li></ul><ul><li>Alcol </li></ul><ul><li>Scarsa visibilità </li></ul><ul><li>Farmaci (scopolamina) </li></ul><ul><li>Stanchezza </li></ul><ul><li>Ansia, apprensione, paura </li></ul><ul><li>Alta velocità di compressione </li></ul><ul><li>Vertigini o disorientamento </li></ul><ul><li>Stress da sovraccarico di compiti </li></ul><ul><li>Stress da tempo </li></ul><ul><li>aumentata ppO2 </li></ul>
  38. 39. Potenziali narcotici relativi Meno narcotico Più narcotico
  39. 40. Gestione della narcosi <ul><li>Prevenzione </li></ul><ul><li>Soccorso </li></ul><ul><li>Controllo </li></ul>
  40. 41. Prevenzione <ul><li>Limitare la profondità </li></ul><ul><li>Esperienza </li></ul><ul><li>Esposizione frequente </li></ul><ul><li>Concentrazione </li></ul><ul><li>Evitare i fattori che la peggiorano </li></ul><ul><li>Utilizzo di miscele meno narcotiche </li></ul>
  41. 42. <ul><li>Risalire a profondità inferiori . </li></ul><ul><li>Non farsi prendere dal panico. </li></ul><ul><li>Fermarsi, respirare, pensare e agire. </li></ul><ul><li>Affidabilità del compagno. </li></ul><ul><li>Estrema concentrazione. </li></ul>Soccorso
  42. 43. Controllo <ul><li>Effettuare immersioni entro i propri limiti </li></ul><ul><li>Evitare attività faticose </li></ul><ul><li>Compiere azioni di routine </li></ul><ul><li>Essere concentrati e mentalmente preparati </li></ul><ul><li>Tenere sotto controllo il livello di narcosi (auto test) </li></ul><ul><li>Essere allenati </li></ul><ul><li>Ottima pianificazione - Rispettare la pianificazione </li></ul>

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