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02 gen 2011

Pubblichiamo di seguito il commento del Dr. Pasquale Longobardi all’articolo pubblicato su Marescoop “Perchè si muore di rebreather?”. Sulla eventuale pericolosità dei rebreather o autorespiratiori a reciclo è in corso da tempo un dibattito particolarmente sentito e attuale.

Caro Direttore di Marescoop, ringraziando per l’attenzione ti scrivo in merito all’articolo ”Perché si muore di rebreather?”.

Dal punto di vista giornalistico, l’articolo è ben scritto e raggiunge lo scopo di suscitare interesse e far interagire i lettori. Difatti, ti invio le mie considerazioni.

Nell’articolo è segnalato che chi acquista il “rebreather” (permettimi di chiamarlo autorespiratore a riciclo o ARR) o consegue il brevetto abbia quasi la certezza di morire per problematiche tecniche (incertezza sulla reale efficacia del materiale filtrante, inaffidabilità dell’elettronica, ecc.) e/o fisiologiche.

Il mio disagio, come medico subacqueo, è relativo agli aspetti fisiologici pur concordando che l’ARR sia sempre da considerare macchina + uomo.

Nell’articolo si citano l’effetto Haldane e quello Bohr, si afferma che a elevate pressioni di ossigeno (1,3 atmosfere) ci sia una inibizione del trasporto dell’anidride carbonica che causerebbe il “colpo di anidride carbonica”.

Quanto citato nell’articolo potrebbe far riferimento solo a una delle tre modalità di trasporto dell’anidride carbonica (leggi in seguito).

Non mi è chiaro come una pressione parziale dell’ossigeno in immersione di 1,3 atmosfere relative (quindi ragionevole) possa inibire il trasporto di tutta l’anidride carbonica, attraverso l’eventuale blocco di una sola modalità di trasporto della stessa.

Per quanto riguarda l’ossigeno, il coefficiente di utilizzazione (differenza tra il contenuto di O₂ del sangue arterioso e il contenuto di O₂ del sangue venoso) aumenta durante l’attività fisica, in immersione, per il concorso di vari fattori: l’aumento della perfusione ematica tessutale; l’abbassamento della tensione tessutale dell’ossigeno conseguente al suo accentuato consumo; l’aumento della temperatura locale e della tensione della anidride carbonica (CO₂), la diminuzione del pH tessutale (dovuta all’accumulo di metaboliti acidi, quali l’acido lattico).  Quindi l’accumulo di anidride carbonica è solo uno dei fattori in gioco.

Mi sia consentito di precisare le tre modalità con le quali l’anidride carbonica viene trasportata dai tessuti verso il polmone:

-  in forma fisicamente disciolta (7%)
- legata all’emoglobina sotto forma di carboemoglobina (23%) – a questa modalità fanno riferimento l’effetto Haldane e Bohr
- come ione idrogeno e bicarbonato (70%).

Visto che quest’ultima modalità è quella prevalente, per i lettori più curiosi, chiarisco che nei tessuti l’anidride carbonica (CO2) penetra nel globulo rosso. Lì l’enzima anidrasi carbonica catalizza la reazione di idratazione: CO2+ acqua (H20) -> H2CO3 (acido carbonico). Quest’ultimo a sua volta si dissocia: H2CO3 -> ione idrogeno (H+) + ione bicarbonato (HCO3-). Lo ione idrogeno viene tamponato dall’emoglobina stessa mentre lo ione bicarbonato fuoriesce dal globulo rosso nel plasma (tramite scambio con uno ione cloro).

A livello polmonare si determinano le reazioni opposte. L’ossigenazione del sangue provoca un aumento dell’acidità dell’emoglobina, quindi una diminuzione del suo potere tamponante e un rilascio di quegli ioni idrogeno (H+), questi recuperano il precedente legame con gli ioni bicarbonato (HCO3-), si sintetizza acido carbonico (H2CO3) e poi acqua (H20) + anidride carbonica (CO2) eliminata attraverso l’espirazione (70% della CO2 eliminata).

L’effetto Haldane e l’effetto Bohr, citati nell’articolo di Marescoop, fanno riferimento prevalentemente alla seconda modalità (carboemoglobina) responsabile della eliminazione di solo il 23% dell’anidride carbonica.

L’effetto Haldane indica che l’ossigenazione del sangue, a livello polmonare, provoca una diminuzione della forza dei legami carbaminici tra emoglobina e anidride carbonica (CO2), quindi favorisce il rilascio di quel 23% di CO2 trasportato sotto forma di carboemoglobina.

L’effetto Bohr è l’opposto. Indica che a livello dei tessuti diversi fattori quali: aumento della temperatura, della pCO2, diminuzione del pH o dovuti alla diminuzione dell’ossigeno (aumento del 2,3 difosfoglicerato – DPG), facilitano la liberazione dell’ossigeno dall’emoglobina (a parità di pO2 corrisponde una minore percentuale di saturazione dell’emoglobina, graficamente si sposta a destra la curva di dissociazione dell’emoglobina – vedi figura).

Avendo sommariamente chiarito la fisiologia del trasporto dell’anidride carbonica, ribadisco il disagio verso l’affermazione che l’autorespiratore a riciclo (ARR) sia quasi certamente mortale anche a causa del “colpo da anidride carbonica”

Caro Direttore sono certo che esperti, quali il C.V. Dr. Fabio Faralli (MMI) che entrambi stimiamo, potranno chiarire il quesito in un eventuale articolo che potresti pubblicare sulla rivista Mare

Evito di esprimere opinioni sulla parte tecnica perché mi manca la preparazione teorica e le ore di immersione sufficienti per dare un parere affidabile. So che, con la adeguata formazione, è possibile prevedere e prevenire eventuali problemi tecnici: esistono procedure da applicare nel caso, per esempio, di blocco del solenoide sia in apertura che in chiusura; raccomandazioni sull’utilizzo di sensori passivi da affiancare a quelli che gestiscono l’elettronica attiva, ecc. Conosci certamente qualche esperto che, nella rivista Mare, potrà chiarire questi aspetti con competenza.

Saluto cordialmente i lettori di Marescoop, di Mare e te con iperbarici auguri per un 2011 “saturo” di serenità.
Pasquale Longobardi

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2 Risposte a “Marescoop e rebreather: alcune precisazioni sul trasporto dell’anidride carbonica in immersione”

  1. Piero Greco on

    Sto seguendo con interesse e grazie per l’impegno anche in questo settore;approfitto per farti i migliori auguri per il nuovo anno.Ps:dopo le mie esperienze con l’idrogeno ce ne sono state altre a livello sportivo?E quanto ti interessa questa esperienza?Un forte abbracciodalla Calabria.

  2. Pasquale Longobardi on

    caro Piero, è una gioia leggerti nel blog del Centro iperbarico Ravenna. Ricordo con immenso piacere i bei momenti passati insieme grazie ai tuoi inviti come relatore durante le interessanti manifestazioni sull’attività subacquea che organizzavi nella magnifica Paola, le belle immersioni all’Isola di Dino. Ero appena arrivato a Ravenna e all’inizio della carriera.
    Come amico e medico subacqueo sono curioso di conoscere le tue esperienze nell’ambito dell’attività subacquea. Contattami sul blog o all’email personale: [email protected]; tel. Centro iperbarico Ravenna 0544-500152.
    Un abbraccio e un sereno 2011. Pasquale

    Per i lettori del blog:
    L’idrogeno è un gas che, associato all’ossigeno a percentuali superiori al 5%, è altamente infiammabile.
    A metà degli anni ’80 è stato impiegato nell’attività subacquea industriale, dalla Ditta francese Comex, per immersioni in saturazione a elevata profondità. Si voleva facilitare la respirazione sfruttando il fatto che l’idrogeno è più leggero (meno denso) di altri gas inerti quali l’azoto e l’elio. L’utilizzo si è limitò, inizialmente, alla fase sperimentale perché gli effetti collaterali (effetti narcotici e turbe psicologiche) superarono i benefici.
    Gli esperimenti ripresero modificando le percentuali. Nel 1988 fu utilizzata una miscela con l’1% di ossigeno, 50% elio e 49% idrogeno per una immersione industriale in saturazione nel Mediterraneo alla profondità di cinquecentotrentuno metri con escursione per lavoro in acqua a 520 e 534 metri. Furono impiegati otto giorni per arrivare alla massima profondità e diciotto giorni per la decompressione. Non vi furono incidenti o effetti collaterali.
    Nel 1992 tre subacquei della Comex: Serge Icart, Théo Mavrostomos e Régis Peilho durante l’esperimento HYDRA 10 raggiunsero la profondità record di 701 metri (immersione industriale in saturazione) e Théo Mavrostomos eseguì un lavoro in acqua per la durata di tre ore. Furono impiegati dodici giorni per arrivare alla massima profondità e ventitrè giorni per la decompressione. Non vi furono incidenti o effetti collaterali sul fondo (a parte un notevole dimagrimento … che potrebbe indurre qualche subacqueo in sovrappeso a farci un pensiero!)

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