testo di Davis et al., da Diving Medicine, 3a edizione, 1997
In un esperimento effettuato da ricercatori della Duke University e tenuto presso la U.S. Navy Experimental Diving Unit di Washington D.C., alcuni subacquei saturati in atmosfera di eliox normossico a 7 ATA, iniziavano a respirare una miscela di azoto ossigeno normossica. Dopo pochi minuti iniziavano ad accusare prurito e sviluppavano irritazioni cutanee simili a quelle provocate da “skin bends”. Questo fenomeno fu, inizialmente, attribuito ad osmosi del gas.
In un successivo esperimento, presso la University of Pennsylvania, venivano notate lesioni cutanee, contenenti gas, su alcuni subacquei esposti ad una pressione di 37 ATA mentre respiravano una miscela contenente il 70% di neon ed erano saturati in atmosfera di elio-ossigeno. Quando i subacquei venivano vestiti con mute a tenuta stagna e isolati con il medesimo gas che veniva respirato, queste lesioni cutanee non si formavano, così come, neppure, quando la loro pelle veniva coperta con pellicola avvolgente in carta stagnola per evitare il contatto con l’elio esterno.
Il Dr. Graves e colleghi riportarono ulteriori osservazioni su questo fenomeno ed ipotizzarono che le cinetiche della diffusione fossero responsabili degli effetti sulla pelle, coniando l’ora universalmente accettato termine di controdiffusione. Questo fenomeno si verifica con due gas che hanno differenti coefficienti di diffusione e solubilità; il gas che si diffonde più rapidamente e tende ad entrare nei tessuti, mentre il più lento a diffondersi (o più solubile), non esce altrettanto rapidamente con il risultato di una sovrasaturazione locale. Questa “controdiffusione superficiale di gas inerte” si basa sulla diffusione del gas attraverso la pelle e si verifica quando un soggetto compresso e immerso, o esposto a un gas più leggero che si muove più rapidamente, respira un gas più pesante e a diffusione più lenta. Questo causa lesioni della pelle e la possibilità di lesioni vestibolari - una simile controdiffusione sembra verificarsi anche nell’orecchio interno, ma questo non è stato dimostrato sperimentalmente. Un altro tipo di controdiffusione, la controdiffusione profonda tissutale, si verifica in tessuti che possono non essere esposti al gas esterno e dipendono dalla perfusione del tessuto per portare e rimuovere il gas inerte. Questa può risultare a causa di un cambio da un gas più pesante ad uno più solubile o più leggero.
I cambi di gas che tipicamente causano supersaturazione, tale da comportare la formazione di fasi gassose, mentre il subacqueo è ancora esposto alla pressione sono: da aria a elio, da idrogeno a elio; e, nelle cavie animali, ad 1 atm, da nitrossido di azoto a elio. Il soggetto deve essere caricato dal gas più pesante; questo può portare ad una condizione che è essenzialmente la stessa della malattia da decompressione clinica (MDD). L’esperimento Hydra V della Comex, ha evidenziato che le proprietà narcotiche dell’idrogeno contrasterebbero l’insorgere di gran parte dei sintomi di HPNS nel corso della compressione a 46 bar. Durante la decompressione dall’idreliox (un trimix di O2, He, e 55% di idrogeno), i subacquei passavano alla respirazione di gas a base di elio e immediatamente sviluppavano bolle Doppler e “niggles” e dovevano quindi essere ricompressi. La successiva decompressione veniva effettuata con cambi più graduali di gas per consentire la compensazione, prevenendo così questo problema. Nelle operazioni d’immersione, i cambi di gas, sospetti di poter causare un problema di controdiffusione, devono essere accompagnati da un piccolo aumento di pressione per evitare la sovrasaturazione. Lo stesso accorgimento è consigliabile nei trattamenti di lesioni causate dai gas; nel trattamento di un subacqueo che è immerso in un’atmosfera a base d’azoto, quando s’immette elio è necessario compensare per evitare la controdiffusione aumentando contemporaneamente la pressione. Malgrado questi risultati ormai ben chiari e stabiliti, molti subacquei esperti continuano a temere del fatto che ogni cambio di gas possa causare disturbi da decompressione.
Controdiffusione tissutale profonda
Il passaggio da una miscela di gas ad un’altra sul fondo può causare problemi. Un subacqueo che abbia respirato una miscela azoto-ossigeno in profondità, per un periodo di tempo significativo, e che poi passi repentinamente alla respirazione di una miscela elio-ossigeno è ad elevato rischio di sviluppare sintomi di MDD, anche se non si verifica nessuna variazione di pressione. A questa condizione è stato dato il nome di controdiffusione isobarica
tissutale profonda ed è associata ad irritazione cutanea, dolore alle giunture e bolle di gas nella circolazione venosa.
Un secondo tipo di cambio gas pericoloso in profondità è quello che vede coinvolto un subacqueo all’interno di una campana chiusa, riempita con atmosfera elio-ossigeno, a profondità superiori ai 60 m, che inizia a respirare una miscela azoto-ossigeno. Il differenziale di diffusione tra elio e azoto attraverso la pelle, porta alla formazione di bolle subcutanee e, probabilmente, anche ad embolismo gassoso nel circolo venoso; a questa condizione è stato dato il nome di controdiffusione isobarica superficiale. Vertigine da controdiffusione isobaricaQuesto tipo di vertigine, piuttosto forte, si può verificare in presenza di due condizioni:
a profondità stabile di circa 200 m o maggiore, quando il subacqueo respira azoto o neon mentre il suo corpo è circondato da elio;
durante la decompressione da immersioni profonde, non in saturazione ad elio-ossigeno, quando viene effettuato un passaggio dalla miscela di elio-ossigeno all’aria a profondità maggiori di 30 m.
La prima condizione si è potuta verificare solo in esperimenti di laboratorio ed è improbabile che possa verificarsi in un’immersione, a meno che non vengano commessi errori nei cambi di gas. La vertigine non è stata associata a problemi all’apparato uditivo.
La seconda situazione ha maggiori probabilità di verificarsi in operazioni di immersione in quanto il passaggio ad aria in profondità è pratica comune. Su 4 casi di questo tipo analizzati da Farmer, in un solo caso sono stati rilevati problemi all’apparato uditivo. Bisogna prestare attenzione a distinguere una reale vertigine dall’intensa narcosi d’azoto che può essere provata a causa di un improvviso passaggio da una miscela di elio-ossigeno all’aria. Se è presente una reale vertigine, il subacqueo dovrebbe essere rimesso in ambiente di elio e ricompresso. La condizione dovrebbe essere trattata come una MDD.