Immersione tecnica

P. Longobardi1
Master Medicina Subacquea
Iperbarica - SSSA, Pisa (I)
Fisiologia delle
immersioni
con miscela
Pasquale Longobardi
Centro Iperbarico Ravenna
Ricercatore Scuola Superiore S. Anna (PI)
Accademia Scienze e Tecniche Subacquee
E-mail: direzione@iperbaricoravenna.it

P. Longobardi2
Trasformarsi: superare le resistenze

P. Longobardi
Master Medicina Subacquea e Iperbarica,
Scuola Superiore S.Anna, Pisa (I)
“meritati”
43%
“immeritati”
58%
Database DAN: 85,000 immersioni
La PDD dipende più dal benessere del
subacqueo che da errori profilo immersione
L’innesco delle bolle è indipendente dal profilo
La PDD dipende dalle caratteristiche del subacqueo.
Il subacqueo ha un ruolo attivo nel prevenire la PDD
max casi PDD
entro GF 0,80
(0,72 – 0,84)
70% immersioni
GF ≤ 0,6 (sicure)

P. Longobardi4
Incidenti «meritati»:
pericoli in immersione
EuroTek 2014

P. Longobardi5
4868 immersioni / 148 anni
membri Scottish Sub Aqua Club
• shared ascents 1/173.8 dives
• rescue of diver starting underwater 1/187 dives, starting on surface
1/202 dives
• failure of air supply 1/207 dives
• free ascents 1/244 dives
• contaminated air supply 1/270 dives
• octopus ascent used 1/487 dives
• hypothermia 1/811 dives
• Incidente non disbarico (malattia) 1/2434 immersioni
• Incidente da decompressione 1/170,000* immersioni
Curtis ASG. A view from the Scottish Sub-Aqua Club. SPUMS 1978;8(2).

P. Longobardi6
Molti rischi
ma pochi incidenti fatali / anno

P. Longobardi7
Incidenti fatali x attività svolta
Media per anno

P. Longobardi8
Analisi delle cause alla radice
(Root Cause Analysis)
DANNO

P. Longobardi9
Trigger - primo evento
(346 casi)

P. Longobardi10
Confronto Trigger tra diverse
tipologie immersione

P. Longobardi11
Danno
Disabling Injuries (n=590)

P. Longobardi12
Confronto danno tra diverse
tipologie immersione
Ipossia, CO2
tossicità O2

P. Longobardi13
Causa decesso
(rischio relativo / età)

P. Longobardi14
Incidenti fatali x genere/età

P. Longobardi15
Correlazione tra incidenti fatali ed
età media assicurati DAN Europe

MEDICAL CERTIFICATE OF FITNESS TO DIVE, IS IT A CERTIFICATE OF FITNESS TO WORK AS A DIVER?
UK HSE data.

NB: Data from IMCA D038 for 2000-2003 (n=400-500)
Data from WOUK for 2011 – 2014 (n=60-80)
United
Kingdom
%
MEN
0-44 0.06
45-54 1.14
55-64 3.55
65-74 7.05
75+ 12.08
All ages 2.46
Prevalence of myocardial infarction
UK 2013
NB: Data from British Heart Foundation. n=47,499
Employers cant just rely on the
medical certificate. Need
appropriate medical facilities and
support on site
Employers should consider the
need to conduct additional
periodic testing.

P. Longobardi19
Molte cause di incidente fatale
possono essere prevenute
• Per le malattie intercorrenti (patologia
cardiologica, sindrome infiammatoria) >>
bada alla tua salute,
• Per le cause tecniche >> parlane con
l’istruttore, fai pratica (ore/immersione),
aggiornamento,
• Per l’atteggiamento mentale >> correggi il
tuo approccio all’immersione

P. Longobardi20
La buona salute di un subacqueo
Fattori compromissione danno
Età > 45 anni Rischio cardiaco, sindrome
infiammatoriaBody Mass Index ≥ 30
Circonferenza addome
(maschi 94 cm, donne 88 cm)
Urine (pH > 6,5 – densità <
1015)
Alterazione della finestra ossigeno
Shunt destra sinistra Aumento probabilità danno
cardiaco, incidente decompressioneGenetica (alterazione NOS)
Esperienza (numero
immersioni ultimo anno)
Alta >> immersioni profonde,
lunghe
Bassa >> poche immersioni >
infiammazione

P. Longobardi
Idoneità medica
Fattore II
vn 70-154% (139)
Fattore V
vn 70-140% (106)
Omocisteina
vn 4-15 umol/L (7.4)
Proteina S
vn 72-126% (121)

BMI & WEIGHT
The body mass index (BMI) is a value derived from the mass and height of an
individual. The BMI is defined as the body weight divided by the square of the
body height, and is expressed in units of kg/m2
BMI < 30 BMI 30 – 34.9 BMI ≥ 35

P. Longobardi23
Finestra dell’ossigeno
pH urine / anidride carbonica

P. Longobardi24
shunt destro sinistro:
Rischio Relativo 2.5-6.5
≤ 10 MES in basale(no
«shower» con Valsalva)
ppO2 ≥ 300 mmHg
Centro iperbarico Ravenna
334 valutazioni
75 % positivi x shunt ds/sn
(pre-selezione)
ppO2 ≥ 400 mmHg

P. Longobardi25
Alterazione genetica eNOS
• il gene che codifica la
eNOS si trova nel
cromosoma 7q36
• Polimorfismo 894 T/T
determina alterazione
eNOS in posizione 298

P. Longobardi26
Malattie del cuore
e genetica
La presenza di polimorfismo nel gene della
eNOS (allele 'a‘) è correlata con alcuni tipi di
ipertensione e con la malattia delle arterie
coronarie.
Nei giovani è un fattore predittivo indipendente
per infarto miocardico acuto con
sopraslivellamento del tratto ST (STEMI)
(OR: 2.78 95% CI: 1.02-7.56 P = 0.044).

P. Longobardi27
Tumore e genetica
Amasyalı AS, Kazan E, Erol B. “Bladder Cancer and NOS-NO Gene
Polymorphısms”. Journal of Nephrology Research 2015; 1(1): 25-29

P. Longobardi
irritazione
endoteliale
La PDD è causata dalle bolle
Le bolle si innescano in decompressione, in genere, per un
errore nelle procedure o per una emergenza
La PDD si sviluppa in decompressione o dopo l’emersione
PDD: luogo comune

surfattante
GAS
LIQUIDO
idrofobico
idrofilico

Pl 03
bolle in gel di Agar
decompressione ipobarica da 1000 a 180 mbar
(N Gaskins, RD Vann, D Needham ed al. 2001)
senza surfattante 10-5 M DBS + HGDC
100 mm

For.Bo.Gel
progetto rilevazione bolle in vitro

30 metri, BT 20’, risalita 10mt/min
surfattante: SDS (sodio-dodecil-solfato)
150 μm
50 μm
v.n. 80-120 μm

stress decompressivo (TDT>30 min), elevata
pressione parziale di ossigeno, immersioni
ripetitive, intervallo superficie < 2 ore
attivano l’interazione PMN - endotelio
Ferrigno

Patologia da Decompressione
irritazione endoteliale
IJ = giunzione tra le cellule
N = nuclei bolle
ED = danno endoteliale
L = leucociti; P = piastrine
2000
MP/ml
> 100 µm
peso di 1,5 Kg
area 600 mq
(campo calcetto
≈ 38x18 mt)

P. Longobardi
Stephen Thom, 2014
DCI: meccanismo azione
Danno da gas
inerte inizia già
in profondità
(prima della
decompressione)
Microparticelle
(MP)
Macrobolle
(visibili con ECD)
interazione con
globuli bianchi e
piastrine
progressione
della
infiammazione
aumento della
produzione di
MP

esercizio e tolleranza alla deco
l’esercizio 20 ore prima
dell’immersione riduce le
bolle:
1. vasoregolazione libera le
bolle, poi eliminate dai
polmoni
2. l’ossido nitrico (NO) rende la
parete delle vene e
dell’aorta repellente alle
microbolle Wisloff U. - Brubakk AO,
2001
“pillola di
azoto”
contro la DCI

Buhlmann
prof max
60 mt/20’
TDT 53 min

RGBM
prof max
60 mt/20’
TDT 66 min

P. Longobardi
6th ECHM Consensus Conference on
Prevention of Dysbaric Injuries in diving
and hyperbaric work
Ginevra, 24-25 ottobre 2003
• metodo compartimentale ancora il più affidabile
introducendo:
– riduzione velocità risalita
– soste profonde
• attenzione: molti metodi per il calcolo delle soste
profonde sono empirici (arbitrari)

P. Longobardi
soste profonde
Marroni e al.
(2004)
25 mt/25 min ok: 15 mt/2 min + tappa
no: solo tappa 6 mt
Blatteau e al.
(2005)
60 mt/15-20
min ripetitiva a
50 mt/15 min
soste profonde >>
aumento bolle e DCI
Gerth e al.
(2007)
52 mt x 20 min ok: 12 mt (3 DCI /190
imm.)
no: 21 mt (11 DCI/198
imm.)
Brubakk e al.
(2007)
soste profonde solo x immersioni lunghe
(60-70 min), basso fondale (25-30 mt)

P. Longobardi42
250 ml O2/minuto
200 ml CO2/minuto
(40 ml/l x 5 l gittata cardiaca)
Ventilazione

P. Longobardi43
Relazione tra effetti fisiologici,
concentrazione CO2 e periodo di esposizione
Credit: Permission granted by Best Publishing Company (NOAA Diving Manual 4th Ed.) Flagstaff, AZ
Tossicità da anidride carbonica(atm)

P. Longobardi44
"ritenzionista» di anidride carbonica
«pinneggia tranquillo in prossimità di un precipizio
chiamato ipercapnia e una serie fattori, sempre presenti,
tendono a spingerlo oltre l'orlo».
Fabio Faralli

P. Longobardi45
L’aumento della ppCO2
aumenta la probabilità tossicità da O2
se ppCO2 40 mmHg (normale):
ppO2 1,6 (ok)
41-45 mmHg (ritenzione moderata):
ppO2 1,4
oltre 45 mmHg (ritenzione grave):
ppO2 1,2
ppCO2 sconosciuta: max ppO2 1,4

P. Longobardi46
Fattori che aumentano CO2
• Profondità (fattori fisici e fisiologici):
 aumenta densità miscela (+ lavoro respiratorio);
 ridistribuzione flusso ematico nei polmoni;
 alterato scambio gassoso alveolare e trasporto ematico
• Nuoto in immersione: sbilanciamento idrostatico
(configurazione, assetto, trim point) >> scooter; trattenere
respiro
• Intrinseci all‘autorespiratore: resistenze al flusso; spazi
morti
Technical Diving Conference, Durham (USA) 18-19.01.2008

P. Longobardi47
L’OSSIGENO E’ VITALE
flusso di sangue 5 litri/minuto
tempo di transito 0,3 sec
spessore membrana alveolare 0,005 mm
area di scambio 100 m2
gradiente O2 tra vene e
alveolo (ppO2)
45 mmHg
moli di O2 scambiato = area di scambio x ∆ppO2 x tempo transito
spessore membrana
moli di O2 scambiato = 100 x 45 x 0,3 = 270.000 / minuto
0,005
%
ppO2

P. Longobardi48
alta pp di ossigeno e azoto
causano infiammazione
Yang M, Thom S. et al.
«Oxygen-Nitrogen Mixtures
and Decompression Stress». J
Appl Physiol June 2015
(su topo, -69 mt/2h)
Le MP sono il doppio nei topi
compressi asintomatici vs
controllo.
Si normalizzano 24 ore dopo
l’immersione

P. Longobardi49
scelta della miscela (ossigeno)
PRO
ppO2 più alta riduce il tempo
di decompressione e aumenta
la protezione verso eventuali
errori nella decompressione
CONTRO
• vasocostrizione riduce
perfusione e scarico inerte
• tossicità da ossigeno
endotelio con danno a
lungo termine
• innesco infiammazione
ppO2 1,2 atm sul fondo; minimo 0,5 atm alla quota
cambio (specialmente se TDT > 30’)
ottimizzare le mix fase x ridurre tempo decompressione

P. Longobardi50
Supersaturation
∆ 0,4 atm
controdiffusione orecchio interno nel passaggio da eliox a
trimix durante decompressione da saturazione
Lambertsen CJ, Idicula J. J Appl Physiol, 1975
PDD orecchio interno da errato
cambio miscela fase a circa -30 mt

P. Longobardi51
Anesthesiology 2010; 112:1503–10
Prof. Stephen Thom, University of
Pennsylvania (USA)
Miscele ossigeno/elio nel controllo delle
citochine, in particolare nell’attività subacquea
Current Drug Targets 2015; 16(8):786-92
L’elio ha un’azione protettiva

P. Longobardi52
Meccanismi di azione dell’elio
• Eliminazione dell’azoto (nitrogen wash out theory).
particelle < 1500 dalton
• L'elio ha effetto protettivo ostacolando l'apertura dei
mitochondrial Permeability Transition Pore (mPTP),
attraverso lieve acidosi , riduzione dello stress
ossidativo (RLO) e miglioramento del potenziale redox

P. Longobardi53
Trimix (vs aria):
MP (citochine) più piccole e meno lesive
aria (4a imm.)
26/30 mt (23 sub)
trimix (4a imm.)
74 mt ppO2 1,2 (3 sub)
0,1 -1 μ >1 μ 0,1 -1 μ >1 μ
Stephen Thom
2000 MP/ml
> 100 µm

P. Longobardi54
0
5
10
15
20
25
30
Tek Dive Rec Dive Swim DCS (Tek)
MIP-1β (pg/ml)
Pre
Post
risalita in emergenza (Trimix)
iperglicemia urine
RANTES
(pg/ml)
Decompression Profiles
(SSSA Pisa, Univ. BO, Centro iperbarico Ravenna)
Enzo Spisni

P. Longobardi55
Raccomandazioni
– CREDERCI: superare l’iniziale diffidenza
– molte ore immersioni tecniche
• Attenzione meticolosa alla PREVENZIONE:
– buon stato di salute e forma fisica
– manutenzione e preparazione attrezzatura
• Il compagno di immersione
– conoscere le procedure
– saper gestire le emergenze
• Utile granfacciale, scooter subacqueo

P. Longobardi56
Computer subacquei
immersione tecnica
Open Source
(OSDC)
Deep Ideas Ltd
(USA) DR5
prof. max 350 mt.
tre sensori O2,
batteria 20h ricarica
USB

P. Longobardi57
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