pressões alteradas - Departamento de Fisiologia e Farmacologia ...

Universidade Federal do Ceará
Faculdade de medicina
Departamento de Fisiologia e Farmacologia
Fisiologia das pressões alteradas:
altas altitudes e mergulho
Diego Veras Wilke

Fisiologia das altas altitudes
Objetivos
Conhecer alterações no corpo humano decorrentes da:
Rarefação do O 2
Diminuição da
pressão atmosférica

O que é?
Como medir ?
Quando varia ?
Fisiologia das altas altitudes
Pressão Atmosférica

P atm
Barômetro
h = 760mm Hg
Fisiologia das altas altitudes
Evangelista Torricelli – 1644
- Atribuiu o fenômeno ao “peso do ar”
Blaise Pascal - 1648
- Explicação correta: a coluna de Hg é
mantida pela pressão do ar
- Previsão: altitude x pressão atm

Efeitos da baixa PO 2 sobre o corpo
Tópicos abordados:
PO 2 alveolar a diferentes altitudes
Efeito de se respirar oxigênio puro sobre a PO 2
alveolar, em diferentes altitudes
Aclimatação

Efeitos da baixa pressão de oxigênio sobre o corpo
- Efeitos da baixa pressão atmosférica sobre a saturação arterial de O 2 ao se
respirar ar
Alttitude (m)
0
3000
6000
9000
12000
15000
Pressão
barométrica
(mmHg)
760
523
349 1/2
226 1/3
141 1/4
87
PO 2 no ar
(mmHg)
159
110
73
47
29
18
PCO 2 nos
alvéolos
(mmHg)
40 (40)
36 (23)
24 1/2 (10)
24 1/2 (7)
• Os números entre parênteses são valores em indivíduos aclimatados
• Os valores em vermelho são a fração relativa ao pressão a altitude 0m
PO 2 nos
alvéolos
(mmHg)
104 (104)
67 (77)
40 (53)
18 1/5 (30)
Saturação
arterial de O 2
(mmHg)
97 (97)
90 (92)
73 (85)
24 1/5 (38)

Vitor Negrete, 38 anos, dia 15/05, havia iniciado o ataque ao cume do Monte
Everest, cumpriu um desafio inédito para o montanhismo brasileiro: chegar
ao cume do Monte Everest sem os cilindros de oxigênio suplementar,
escalando sua face mais difícil, a Norte, no Tibet. Mas sofreu complicações na
descida e morreu dia 19/05/06.
Rodrigo Ranieri e Victor Negrete

CO 2 e vapor d’água reduzem o O 2 alveolar!
P atm = 760mmHg
P O2 ar = 159mmHg
Nível do mar (0m) Monte Everest (8.853m)
P CO2 = 40mmHg
P H2O = 47mmHg
P O2 = 104mmHg
97% de saturação
P atm = 253mmHg
P O2 ar = 53mmHg
Indivíduo aclimatado
P CO2 = 7mmHg
P H2O = 47mmHg
P O2 = 35mmHg
~50% de saturação

1/3 do Oxigênio presente no nível mar
Saturação arterial de oxigênio (%)
100
90
80
70
60
50
Monte Everest (8. 853m)
Respirando oxigênio puro
Respirando ar
0 3 6 9 12 15
Altitude (km)

Efeitos agudos da hipóxia
Altitude em metros
7000
5400
3600
0
Diminuição da eficiência mental
Coma
Espasmos ou convulsões
Desorientação
Sonolência, fadiga
mental e muscular

Vitor Negrete, 38 anos, dia 15/05, havia iniciado o ataque ao cume do Monte
Everest, cumpriu um desafio inédito para o montanhismo brasileiro: chegar
ao cume do Monte Everest sem os cilindros de oxigênio suplementar,
escalando sua face mais difícil, a Norte, no Tibet. Mas sofreu complicações na
descida e morreu dia 19/05/06.
Rodrigo Ranieri e Victor Negrete
Edema cerebral
e/ou pulmonar

Doenças de Alta Montanha
• Edema pulmonar de grande altitude
• Edema cerebral de grande altitude
• Hipóxia, Fadiga
• Lentidão de raciocínio, Alucinações, Desorientação
• Necrose, Queimaduras, Hipotermia, Inchações
• Falta de visão
• Diarréia, Desidratação, Dor de Cabeça, Náuseas, vômitos, insônia
Cumes do Monte Sarmiento
Foto: Miguel Bonato
http://360graus.terra.com.br/montanhismo/default.asp?did=397&action=reportagem

Aclimatação à baixa PO 2
Ocorre aumento da:
Ventilação pulmonar
Número de hemácias (produção de eritropoietina)
Capacidade de difusão dos pulmões
Vascularização dos tecidos
Capacidade das células de utilizar O 2 em baixa PO 2

Aclimatação em nativos
de altas montanhas

Qual do dois possui maior proporção entre
capacidade ventilatória e massa corpórea?
Nativo de Altas
altitudes
Nativo de
Terras baixas

Lado direito do coração expandido
em nativos de altas montanhas
Alta pressão
pulmonar!
Nativo de Altas
altitudes
Nativo de Terras
baixas

Aclimatação natural dos nativos que vivem em
grandes altitudes
Sempre mais bem aclimatados que os habitantes de
terras baixas em todos os aspectos
Aclimatação desde o período neonatal
Tórax aumentado x corpo reduzido
Lado direito do coração muito expandido
Curiosidade: um grupo nos Andes peruanos vive de fato a 5.200m
e alguns trabalham em uma mina a 6.000m!

Quantidade de oxigênio no sangue (vol. %)
28
24
20
16
12
8
4
0
Fornecimento de O 2 pelo sangue
(Curva de dissociação hemoglobina-oxigênio)
Habitantes de montanhas (4500m)
0 20 40 60 80 100 120 140
PO 2 no sangue (mmHg)
arterial
venoso

Fisiologia do
Mergulho

Objetivos
Conhecer alterações no corpo humano decorrentes do:
Aumento da pressão ambiental
Difusão de gases atmosféricos sob alterações de pressão
Diminuição súbita da pressão ambiental

Tópicos abordados:
- Relação entre a profundidade do mar e a pressão
- Efeito da profundidade sobre o volume dos gases- Lei de Boyle
- Efeito de elevadas pressões gasosas parciais sobre o corpo
Barotraumas
Apagamento
Intoxicações
- Descompressão do mergulhador após exposição a altas pressões
Doença descompressiva
Fisiologia do Mergulho

Mergulho Livre (Apnéia)
x
Mergulho Autônomo (SCUBA)

Relação entre a profundidade do mar e a pressão
Profundidade em metros
10
36
45
60
75
Nível do mar (0m), 1atm
Pressão ?

Relação entre a profundidade do mar e a pressão
Pressão submarina = (profundidade em metros / 10) + 1
Profundidade em metros
10
36
45
60
75
Nível do mar (0m), 1atm
Pressão ?

10m
30m
70m
Efeito da profundidade sobre o volume dos gases:
Nível do mar
? atm
? atm
? atm
1L
? mL
? mL
? mL
Lei de Boyle
“O volume ao qual determinada
quantidade de gás é comprimida é
inversamente proporcional à pressão”
Os líquidos são muito pouco
compressíveis enquanto os gases não

10m
30m
70m
Efeito da profundidade sobre o volume dos gases:
Nível do mar
2atm
8atm
V = 1/2
4atm V = 1/3
V = 1/8
1L
500mL
250mL
125mL
Lei de Boyle
“O volume ao qual determinada
quantidade de gás é comprimida é
inversamente proporcional à pressão”
Os líquidos são muito pouco
compressíveis enquanto os gases não

Nível do mar
10m
20m
30m
6L
?
?
?
Mergulho livre (Apnéia)

Barotrauma
Seios da face
Máscara
Dentário
Pulmão
Ouvido
Efeito sobre o corpo de elevadas pressões
gasosas parciais - Barotraumas
Causa(s)
Sinusite
Impossibilidade da
entrada de ar na máscara
Cáries e restaurações mal
feitas
Subidas rápidas ou quando
se prende a respiração na
subida
Congestão (infecciosa ou
alérgica)
Efeitos
Sangramento nasal e dor
Vermelhidão na face e
hemorragia ocular
Dor de dente, graves infecções,
implosão ou esmagamento do
dente cariado
Hiper-expansibilidade
pulmonar, ruptura pulmonar
Dor intensa, vertigem,
zumbidos, perda auditiva e
sangramento
Profilaxia
Tratamento antes do
mergulho
Permitir que o ar
entre na máscara pelo
nariz
Tratamento dentário
Subir devagar e
soltando o “excesso”
de ar dos pulmões
equlizar as pressões
interna/externa

Barotrauma de Ouvido
Nível do mar
3m
Pressões ext. e int. em equilíbrio
(20mmHg negativa)
↑ Pressão
externa
760mmHg
~740mmHg

O mergulhador francês Loïc Leferme,
de 36 anos, recordista mundial de
apnéia sem limites, morreu 11.04.07
depois de sofrer um acidente de
imersão durante um treinamento no
mar de Villefranche-sur-Mer, sudeste
da França. Em 30 de outubro de 2004,
o mergulhador bateu o recorde
mundial de apnéia sem limites ao
alcançar 171 metros de profundidade,
na mesma cidade.
A apnéia sem limites, é uma imersão onde o mergulhador desce o mais profundo
possível com ajuda de um peso de metal e volta à superfície graças a um balão
inflável. A dificuldade principal está em suportar a pressão extrema das
profundidades.

Apagamento
Mergulho Hiperventilado
PO 2 =
PCO 2 =
PO 2 =
PCO 2 =
Ocorre principalmente com
caçadores os quais normalmente
passam várias horas fazendo
mergulho hiperventilado
PO 2 =
PCO 2 =
PO 2 =
PCO 2 =

Efeito sobre o corpo de elevadas pressões
gasosas parciais - Intoxicações
- Narcose do Nitrogênio ou êxtase das profundezas
Profundidade em metros
10
36
45
60
75
Jovialidade, perda de cautela
Sonolência
Diminuição Diminui ão da força, for a, grande
perda da coordenação coordena ão motora
Incosciência
Mecanismo
Altera a condutância elétrica
da membrana dos neurônios,
reduzindo sua excitabilidade

Efeito sobre o corpo de elevadas pressões
gasosas parciais - Intoxicações
- Toxicidade do Oxigênio em pressões elevadas (PO 2 > 2280mmHg)
Convulsões e coma após 1h
Aumento das concentrações de radicais livres que lesam o sistema
metabólico das células
-Toxicidade do Gás carbônico em grandes profundidades
Apenas quando o equipamento tem problemas de acúmulo de CO 2 no espaço
morto do aparelho e fica sendo rerrespirado continuamente
PCO 2 > 80mmHg = depressão do centro respiratório e falha na respiração

Descompressão do mergulhador
- Saturação de Nitrogênio x Tempo de Mergulho
- Metabolização
- Remoção pelo processo inverso
Doença Descompressiva
(contorções, doença do ar comprimido, doença do caixão, paralisia
dos mergulhadores, dibarismo)
- Surgimento de bolhas por todos os tecidos do corpo podendo
causar lesão pequena ou grave em quase qualquer área do corpo