Fisiología de Vuelo

DIPLOMADO DE AEROMEDICINA Y TRANSPORTE DE CUIDADO CRITICO

V GENERACIÓN

Fisiología de Vuelo

Tutor: Jaime Chafren Hinojosa

Estudiante: Rebeca Tillería Durango

INTRODUCCION

La fisiología de vuelo es muy importante no solo porque ayuda a entender los cambios en el cuerpo humano, sino también por las cosas que pasan en el ambiente, que es lo que pasa con los instrumentos y equipos médicos a cierta altura y con diferentes presiones y volumen. Las diferentes leyes físicas de los gases nos ayudan a entender que es lo que pasa en el cuerpo y en la aeronave a las diferentes alturas y presiones. No es solamente de saber que pasa, también se debe entender cómo prevenir ciertas afecciones o alteraciones fisiológicas que se dan y en caso de que se den, como tratarlas, saber que no solo sirve para cuidar al paciente sino más importante de que también puede pasar al piloto o a la tripulación, por esto se debe entender la fisiología de vuelo para mejor la calidad de vida del paciente y la de toda la tripulación.

DESARROLLO

1. Ambiente aéreo

El transporte de pacientes en ambiente aéreo se ha vuelto una revolución para los paramédicos o personal de salud en el último siglo, y tiene sus ventajas como sus desventajas. El personal tiene que desarrollar un pensamiento crítico muy alto ya que son los que determinan si transportan o no al paciente. Algunas ventajas son que, a largas distancias, con el transporte aeromédico se llegará al destino muy rápido para su tratamiento, otra ventaja es que todo el equipo médico puede estar a disposición de para el personal de salud, dependiendo de la aeronave, puede haber gran cantidad de equipos para los cuidados críticos del paciente. Unas desventajas son que, dependiendo del clima, la aeronave pude o no volar, dependiendo de los conocimientos de los pilotos pueden o no volar y es más caro. Además, el personal que esté a cargo del paciente sea el médico, personal de enfermería o paramédicos certificados, tienen que tomar en cuenta que el ambiente aéreo complejo y extremadamente dinámico, eso quiere decir que cualquier momento puede cambiar tanto el estado del paciente como algún fallo o problema de la aeronave y también tiene que tomar en cuenta que los cambios fisiológicos no solo le pasan al personal o al paciente sino también a los que están encargados del vuelo.

2. Fisiología de vuelo

Normalmente un paciente que es transportado vía aérea va utilizando mecanismos artificiales compensatorios para mantenerse estable durante su tratamiento o enfermedad como por ejemplo ventilación mecánica, por ello el paciente durante el vuelo, será aún más difícil compensar los cambios fisiológicos que presenta. Por eso durante el vuelo el personal de transporte de cuidados críticos deberá conocer los efectos adversos y como prevenirlos. El transporte aeromédico tiene mucho que ver con las leyes físicas de los gases, que serán descritos más adelante, y como estos ayudan a entender que es lo que pasa fisiológicamente al paciente y a la tripulación. Como sabemos el organismo humano está compuesto por una infinidad de unidades funcionales denominadas “células” las cuales, para cumplir con sus funciones y mantención, requieren de un aporte en cantidad suficiente de oxígeno. Desgraciadamente, el ser humano no tiene la capacidad para fabricar oxígeno y, por lo tanto, necesita obtener este gas desde la atmósfera y transportarlo hasta que quede en íntimo contacto con cada una de las células que lo componen.

Para que se cumpla lo mencionado, se entiende que los sistemas de más importancia son el respiratorio y el circulatorio, ya que el primer sistema mencionado es el que se encarga de obtener el oxígeno en forma de gas, de afuera del cuerpo y lo pone en contacto con el líquido (plasma) de la sangre donde se difunde y se solubiliza y de esa manera a través del sistema circulatorio el oxígeno es transportado a cada una de las células del cuerpo.

3. La atmósfera (zonas fisiológicas, capas, componentes etc.)

3.1 La atmósfera y sus componentes

La atmósfera son distintas capas de gases y partículas sólidas que recubren la tierra y son atraídos por la gravedad hasta estabilizarse a su alrededor, alcanzando distintas alturas. Su composición química puede ser muy variada y, en el caso de la de nuestro planeta Tierra, contiene el aire que respiramos y los gases que permiten la existencia de la vida. La atmosfera de la tierra tiene una combinación apropiada de gases importantes para que la vida tenga lugar en la superficie del planeta, es conocido como atmosfera baja ya que es donde ocurren la mayoría de vuelos. Está formada principalmente por gases como nitrógeno y oxígeno, ozono, dióxido de carbono, helio, neón, metano y criptón. Al mismo tiempo, podemos encontrar en ella una gran cantidad de vapor de agua. La composición de la atmósfera varía, esto porque los seres vivos también liberan y consumen algunos tipos de gases que están en contacto directamente con la atmósfera, teniendo en cuenta que la densidad, cantidad en masa en un determinado volumen de una sustancia, disminuye con la altitud, los gases de la atmosfera son:

• Oxígeno: 21% de la atmósfera sin importar la altitud, producto de la fotosíntesis, necesario para la vida.
• Nitrógeno: 78% del volumen total de la atmósfera, el gas más abundante, inerte, incoloro, inodoro y sin sabor, elemento crítico de la vida en el planeta (producción de surfactante en los pulmones, evita colapso alveolar durante la exhalación).
• Argón: 0.93% de la atmósfera.
• 
  

3.2  Capas de la atmósfera

La atmósfera está dividida en diferentes capas, clasificadas y nombradas de acuerdo con su variación en la temperatura y presión atmosférica, creando una escala llamada gradiente térmico-atmosférica. Estas capas son:

• Tropósfera: Es la capa inferior, se encuentra localizada en los primeros 6 a 20 kilómetros de altura. Aquí ocurren los fenómenos climáticos y atmosféricos, y el final de la capa se encuentra a una temperatura de -50 °C.
• Estratósfera: La capa va de los 20 a los 50 kilómetros de altura y está dispuesta en diversos estratos o fases de aire. En ella ocurre la transformación del oxígeno en ozono gracias a los rayos ultravioleta, proceso que genera calor, razón por la cual en esta capa las temperaturas aumentan (-3°C).
• Ozonósfera: En ella se produce la mayor cantidad de ozono y se encuentra en ella la capa de ozono que es la encargada de darle protección al planeta del impacto directo de los rayos solares, absorbiendo más de un 95% de los mismos y protegiéndonos contra los rayos ultravioletas.
• Mesósfera: Esta es la capa más fría. Puede alcanzar temperaturas hasta de -80° C. Se extiende entre los 50 y 80 kilómetros de altura, y contiene únicamente el 0,1% de la masa total de aire atmosférico.
• Ionósfera: Es también conocida como termósfera. Va de los 90 a los 800 kilómetros de altura, y en ella la temperatura aumenta dependiendo del grado de altitud, pues la presencia de los rayos solares influye en su temperatura.
• Exósfera: Esta es la capa externa. Inicia alrededor de los 800 kilómetros y termina en los 10.000 kilómetros. En esta capa atmosférica los átomos se escapan hacia el espacio, y es la zona de tránsito entre nuestro planeta y el espacio exterior.

 

3.3  Zonas fisiológicas de la atmósfera

Así como la atmósfera se divide en capas, también, viendo desde el punto fisiológico, se divide en zonas fisiológicas, donde cada una tiene sus características y como estas interactúan fisiológicamente en el cuerpo, estas son:

• Zona fisiológica: Puede causar hipoxia en algunas personas, 135.89 pilotos comerciales arriba de esta altitud (10.000pies), cabina presurizada tienen que utilizar O2.
• Zona fisiológicamente deficiente: Hay signos de hipoxia hipóxica.
• Zona equivalente al espacio: Oxigeno suplementario al 100% no es suficiente (presión barométrica), requiere el uso de trajes de presión y cabinas selladas (astronautas), fluidos corporales hierven y se vaporizan, niveles de radiación altos.

4. Leyes de gases

Presión barométrica: Presión ejercida por la atmósfera de la Tierra en un punto dado, equivalente a la presión ejercida por una columna de mercurio. También es llamada presión atmosférica. En otras palabras, La presión barométrica es el valor de presión atmosférica que se mide en un punto cualquiera por encima del nivel del mar.

Para medir los valores de la presión barométrica se emplea el barómetro. Este instrumento fue inventado en 1643 por Evangelista Torricelli, quien utilizó un tubo abierto por uno de sus extremos para introducir mercurio en su interior, verificando que el nivel del mercurio bajaba hasta una altura de 760 mm, independientemente del diámetro o la forma del tubo. De esta manera, llegó a la conclusión de que existía una fuerza contraria que impedía que bajara el mercurio por debajo de ese valor.

Ley de Boyle: Cuando la presión de un gas disminuye el volumen aumenta, cuando la presión de un gas aumenta el volumen disminuye (inversamente proporcional) P1 x V1 = P2 x V2. Lo cual tiene como consecuencia que: 

Si la presión aumenta el volumen disminuye.

Si la presión disminuye el volumen aumenta.

Un gran ejemplo práctico en cuanto a la aeromedicina, es cuando un paciente tiene un neumotórax, ya que en un vuelo aumenta la altitud por ende baja la presión, pero aumenta el volumen y eso puede agravar el estado del paciente a un neumotórax a tensión en menos tiempo que si estuviera en traslado terrestre. Otro ejemplo práctico es cuando viajamos en avión y tenemos una bolsa cerrada, cuando ascendemos la bolsa se expande (el volumen) ya que la presión disminuye, y también pasa en todos los instrumentos o equipos que tengan aire encerrado como por ejemplo los tubos endotraqueales y eso prueba la Ley de Boyle. Y de esta manera como personal de transporte de cuidados críticos también se tiene que tomar en cuenta las lesiones que ocupan aire en el paciente como neumoencéfalo, taponamiento cardiaco, la expansión de aire en cavidades como oídos, senos nasales, estomago e intestinos, y que en caso de que se presente algún signo de gravedad en el paciente por altura lo mejor sería descender hasta estabilizarlo.

Ley de Charles: Es una ley de los gases que relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas a presión constante. En 1787 Charles descubrió que el volumen del gas a presión constante es directamente proporcional a su temperatura absoluta (en Kelvin). Lo cual tiene como consecuencia que:

Si la temperatura aumenta el volumen aumenta.

Si la temperatura disminuye el volumen disminuye.

Esta ley es importante en la aeromedicina debido a que las cabinas de la aeronave tienden a enfriarse con la altitud y por eso se tiene que estar atento para prevenir la hipotermia. Un ejemplo fue de la medicina es si uno tiene un globo lleno de aire, al calentarlo o al acercarlo a una fuente de calor, este tiende a inflarse más y se comprueba la Ley de Charles.

Ley de Dalton: La Ley de Dalton (o Ley de Proporciones Múltiples) es una ley de los gases que relaciona las presiones parciales de los gases de una mezcla.  En 1801 Dalton descubrió que: la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones que ejercen cada uno de los gases que la componen. El incremento en la altitud resulta en una disminución proporcional de la presión parcial de los gases encontrados en la atmósfera, por ende, la disminución en la presión puede causar hipoxia ya que a la altitud la presión de los gases disminuye y esto causa que las moléculas de oxigeno no tengan suficiente presión para entrar o salir de las células, o sea que la presión parcial disminuye, y habrá menos moléculas de O2 disponibles.

Ley de Fick: Esta ley nos ayuda a entender cómo se mueve un gas a través de la membrana, este movimiento es conocido por difusión y dependerá de tres variables que son:

• Presiones atmosféricas: En altitud la presión atmosférica disminuye, disminuye la presión parcial de oxígeno (PO2), y disminuye la difusión.
• Área de superficie de la membrana: disminuye el área de superficie y disminuye la difusión.
• El grosor de la membrana: Entre más gruesa es la membrana alveolar menor será la difusión.

Ejemplos de esta ley se puede ver en un paciente con EPOC o edema palmear, ya que se dan los criterios ya mencionados, y por eso la difusión del oxígeno es menor, la cual lleva la paciente a demandar más oxigenación.

Ley de Henry: Henry descubrió en 1803 que la cantidad de gas disuelta en un líquido a temperatura constante es proporcional a la presión parcial del gas sobre el líquido, en altura esto se ve que al disminuir la presión de un gas sobre un líquido la tasa de difusión también disminuye. Un ejemplo cotidiano es cuando uno tiene una gaseosa cerrada, ahí el gas esta disuelto, pero cuando uno abre la lata el gas escapa y se expande.

Ley de Gay-Lussac: es una ley de los gases que relaciona la presión y la temperatura a volumen constante. En 1802 Gay-Lussac descubrió que, a volumen constante, la presión del gas es directamente proporcional a su temperatura (en grados Kelvin), lo cual tiene como consecuencia que:

Si la temperatura aumenta la presión aumenta. 

Si la temperatura disminuye la presión disminuye.

Ley de Graham: es una ley de los gases que relaciona la velocidad de los gases con sus masas molares. Graham descubrió en 1829 que las velocidades de efusión (salida a través de poros) y difusión (expansión hasta ocupar el volumen del recipiente) de los gases son inversamente proporcionales a la raíz cuadrada de sus masas molares. Por eso en altura, ya que las moléculas del CO2 son más grandes que las de O2, difunden más rápido.

5. Hipoxia

La hipoxia es un estado de deficiencia de oxígeno en la sangre, células y tejidos del organismo, con compromiso de la función de éstos. Esta deficiencia de oxígeno puede ser debida a muchas causas, pero la más frecuente, especialmente en el ambiente aeronáutico, es la reducción de la presión parcial de oxígeno como consecuencia de la reducción de la presión atmosférica con la altitud. Habitualmente, esto ocurre por exposición a altura, falla o mal uso de los equipos de oxígeno de las aeronaves. El conocimiento de la hipoxia es de vital importancia para el personal de vuelo, dado que por el carácter insidioso y “traicionero” de sus síntomas, se le considera como la emergencia médica más grave durante un vuelo. En algunas literaturas los síntomas se pueden clasificar en objetivos y en síntomas subjetivos:

Síntomas objetivos (signos): estos síntomas pueden no ser percibidos por el afectado, pero habitualmente lo son por un observador (ej.: copiloto o instructor de cámara hipobárica): 

• 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.
• En ocasiones, síntomas tales como euforia o agresividad, pueden ser percibidos tanto por el piloto como por el observador.

Síntomas subjetivos: Las señales de alarma más importantes para el piloto son aquellas que puede percibir más precozmente. Estos síntomas son enfatizados durante el entrenamiento en la cámara altimática y pueden ser:

• 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.

Por eso el personal encargado del paciente tiene que estar atento a estos síntomas y signos para prevenir un agravamiento, para esto están los conocidos tiempos involucrados en la hipoxia los cuales ayudan al personal de transporte de cuidados críticos a tener en cuenta para saber cuándo es lo mejor tomar acción.

5.1 Tipos de Hipoxia

• Hipoxia Hipóxica: Este tipo de hipoxia se debe a una alteración de las fases de ventilación alveolar y/o difusión alvéolocapilar de la respiración, que produce una deficiente entrega de oxígeno atmosférico a la sangre de los capilares pulmonares. El oxígeno no se difunde en la sangre.
• 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 célula. La célula no puede utilizar el oxígeno adecuadamente.
• Hipoxia Por Estancamiento O Cardio-Circulatoria: Se presenta por disminución del flujo sanguíneo hacia los tejidos, a pesar de estar adecuadamente oxigenados, debido a falla cardíaca, shock cardiogénico, obstrucción vascular (torniquete) o dificultad en el retorno de la sangre.
• Hipoxia Anémica: Reducción de la capacidad de la sangre para transportar oxígeno a los tejidos aun con suficiente cantidad de oxígeno. El monóxido de carbono es de importancia para el piloto porque está presente en los gases producto de la combustión, tanto en aviones convencionales como en aviones a reacción, y en el humo de cigarrillo. La hemoglobina posee una afinidad por el monóxido de carbono 250 veces mayor que por el oxígeno, por lo que no es fácil eliminar este elemento de la circulación sanguínea.

5.2 Etapas de la hipoxia relacionadas a la altitud

6. Tratamiento de la Hipoxa

El conocimiento de los signos y síntomas de la hipoxia y su pronta identificación es el arma más apropiada para no llegar a situaciones peligrosas de hipoxia. Ante una sospecha de hipoxia, el piloto debe poner su regulador en posición 100 por 100 de oxígeno y en presión. Se procederá a chequear la totalidad del equipo de suministro de oxígeno y descender por debajo de 10.000 pies de altura, Altitud de Seguridad Mínima (MSA). Hay que recordar que, al ser la velocidad de ascenso, uno de los factores que influye en el grado de hipoxia, en el caso de producirse una despresurización brusca de la aeronave, sea cual sea su causa, el tiempo que el piloto tendrá para reaccionar, antes de que los síntomas de hipoxia se lo impidan, se reduce a la mitad. La recuperación de la hipoxia, tras la administración de oxígeno, ocurre en la mayoría de los casos en pocos segundos dejando, como única secuela, un ligero dolor de cabeza o un estado de fatiga.

7. Estrés primario del vuelo

Durante el vuelo el PTCC el estrés primario de vuelo quiere decir a todas las causas que están involucradas con los cambios durante el vuelo como:

• Hipoxia: que se da por la disminución de los niveles de PO2.
• Barotraumatismos: Causa incomodidad/dolor en órganos huecos con aire y los senos nasales.
• Cambios térmicos: Incrementan la demanda de O2 del cuerpo ü Pueden causar hipotermia (a gran altitud) o estrés por calor (cambios en la temperatura del ambiente) ü La temperatura disminuye de 1° a 2° C por cada 1,000 ft. Altura, Temp. corporales arriba de 38.6 ° C pueden causar disminución de la memoria a corto plazo, disminución en las habilidades motoras y disminución general de la efectividad.
• Vibración: Las fuentes más comunes de vibración en una aeronave son los motores y la turbulencia. La exposición a una vibración moderada ocasiona un incremento de la rata metabólica (aumento de la frecuencia cardíaca, respiratoria, presión arterial), lo cual es crítico en pacientes infartados y muy enfermos.
• Disminución de la humedad: Con la altura el vapor de agua disminuye. Aunque las cabinas presurizadas generan un espacio confortable y seguro, tienen un nivel muy bajo de humedad, lo cual produce en vuelos largos deshidratación.
• Ruido: Es un factor estresante muy común en el medio aéreo. El ruido afecta el desempeño de tripulantes, produce dolor de cabeza, gastritis, sordera, fatiga, estrés, disminución de la capacidad de concentración y deterioro en la capacidad de trabajo. En el transporte aeromédico es importante por su interferencia en el cuidado del paciente, pues dificulta la auscultación de los ruidos corporales (corazón, pulmones, la percusión), enmascara el ruido de las alarmas de los equipos médicos y dificulta la comunicación.
• Fatiga: Causada por problemas fisiológicos encontrados en el ambiente de vuelo ü Conlleva a una disminución en el tiempo de respuesta causando vulnerabilidad al enfrentar errores críticos ü FAA pilotos no más de 8h de vuelo en 24h, 8h de descanso.
• Fuerzas de gravedad: Las fuerzas de aceleración y desaceleración normalmente encontradas en la aviación comercial no son significativas para la salud de las personas que se encuentran sentadas, ya que éstas son bien toleradas. el contrario, en pacientes en posición acostada las fuerzas son paralelas al eje axial del cuerpo y pueden ser muy significativas. En un despegue con la cabeza del paciente hacia la nariz del avión, éste percibirá una fuerza de aceleración GZ+ (cabeza-pies) la cual ocasiona que la sangre se dirija hacia los pies, disminuyendo el riego sanguíneo al cerebro y el retorno de la sangre al corazón. Las aceleraciones son más importantes durante el despegue y no tienen tanta importancia durante el aterrizaje. En aviones pequeños, los pacientes siempre deben ubicarse paralelos al eje longitudinal del avión, lo cual expone el eje de la GZ del paciente (GZ+ cabeza- pies y GZ- pies cabeza).
• Desorientación espacial e ilusiones visuales durante el vuelo.
• Ilusiones visuales durante el vuelo.
• Pérdida de fluidos del espacio intravascular, hipovolemia la cual puede empeorar la hipoxia.
• Vértigo por “parpadeo” de luces durante el vuelo.
• Condiciones meteorológicas adversas.
• Ansiedad.

CONCLUSION

Para poder estar a cargo de un paciente en cuidados críticos durante el vuelo, se tiene que entender las leyes físicas de los gases, ya que estas afectan no solo al equipo usado en el paciente sino también a mismo personas y tripulación. Se tiene que entender los cambios fisiológicos que estas leyes explican. También el personal de salud tiene que estar bien atento a los cambios mínimos que puede presentar el paciente, el piloto o copiloto durante el vuelo, ya que estos signos pueden ser de hipoxia, lo cual se puede dar un tratamiento inmediato antes de agravar la situación o de que sea muy tarde. Hay que tomar en cuenta que no solo en el paciente se pueden presentar alteraciones, sino también al piloto o copiloto y hay que tener más cuidado con eso, ya que los accidentes aéreos, en su mayoría son por errores humanos y son cosas que se pueden prevenir o tratar con tiempo.

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