Dusíkatá narkóza - Nitrogen narcosis

Potápěči dýchají směs kyslíku, helia a dusíku pro hluboké ponory, aby se vyhnuli účinkům narkózy. Štítek válce ukazuje maximální pracovní hloubku a směs (kyslík / hélium).
Specialita	Lékařská toxikologie

Narkóza při potápění (známá také jako dusíková narkóza , narkóza z inertního plynu , vytržení hlubokým účinkem , Martiniho efekt ) je reverzibilní změna vědomí, ke které dochází při potápění v hloubce. Je to způsobeno anestetickým účinkem určitých plynů při vysokém tlaku. Řecké slovo νάρκωσις (narkōsis), „čin znecitlivění“, je odvozeno od νάρκη (narkē), „otupělosti, strnulosti“, což je termín používaný Homerem a Hippokratem . Narkóza vyvolává stav podobný opilosti (intoxikace alkoholem) nebo vdechování oxidu dusného . Může nastat během mělkých ponorů, ale v hloubkách menších než 30 metrů (100 ft) to obvykle není patrné.

Kromě helia a pravděpodobně neonů mají všechny plyny, které lze dýchat, narkotický účinek, i když se velmi liší stupněm. Účinek je trvale větší u plynů s vyšší rozpustností v tucích , a přestože mechanismus tohoto jevu stále není zcela jasný , existují dobré důkazy o tom, že tyto dvě vlastnosti jsou mechanicky příbuzné. Se zvyšující se hloubkou může být mentální postižení nebezpečné. Potápěči se mohou naučit zvládat některé z účinků narkózy, ale je nemožné vyvinout toleranci . Narkóza postihuje všechny potápěče, ačkoli citlivost se u jednotlivců a od ponoru k ponoru velmi liší.

Narkózu lze během několika minut zcela zvrátit vzestupem do mělčí hloubky bez dlouhodobých účinků. Narkóza se tedy při potápění na otevřené vodě zřídka vyvine do vážného problému, pokud si potápěči jsou vědomi jejích příznaků a jsou schopni ho zvládnout. Potápění mnohem větší než 40 m (130 ft) je obecně považováno za mimo rekreační potápění . Abychom se ponořili do větších hloubek, protože narkóza a toxicita kyslíku se stávají kritickými rizikovými faktory, je nutné speciální školení v používání různých plynných směsí obsahujících hélium, jako je trimix nebo heliox . Tyto směsi zabraňují narkóze nahrazením části nebo celé inertní frakce dýchacího plynu nenarkotickým heliem.

Klasifikace

Narkóza je výsledkem dýchání plynů za zvýšeného tlaku a může být klasifikována hlavním použitým plynem. Tyto vzácné plyny , kromě helia a pravděpodobně neon , stejně jako dusík , kyslík a vodík způsobit odečítání v duševních funkcí , ale jejich účinek na psychomotorické funkce (procesy, které ovlivňují koordinaci senzorických nebo kognitivních procesů a motorickou aktivitou), se výrazně liší. Účinek oxidu uhličitého je důsledné snižování duševních a psychomotorických funkcí. Ušlechtilé plyny argon , krypton a xenon jsou při daném tlaku narkotičtější než dusík a xenon má tolik anestetické aktivity, že je použitelným anestetikem při 80% koncentraci a normálním atmosférickém tlaku. Xenon byl historicky příliš nákladný na to, aby se v praxi velmi používal, ale úspěšně se používal pro chirurgické operace a xenonové anesteziologické systémy se stále navrhují a navrhují.

Příznaky a symptomy

Narkóza může vytvářet tunelové vidění, takže je obtížné číst více měřidel.

Vzhledem k účinkům, které mění vnímání, může být nástup narkózy obtížně rozpoznatelný. Narkóza je nanejvýš benigní a vede k úlevě od úzkosti - pocitu klidu a zvládnutí prostředí. Tyto účinky jsou v podstatě totožné s různými koncentracemi oxidu dusného. Rovněž se podobají (i když ne tak úzce) účinkům alkoholu nebo konopí a známým benzodiazepinovým drogám, jako jsou diazepam a alprazolam . Takové účinky nejsou škodlivé, pokud nezpůsobí okamžité nebezpečí, že budou nerozpoznané a neadresné. Jakmile jsou stabilizovány, účinky obecně zůstávají stejné v dané hloubce, jen se zhorší, pokud se potápěč vydá hlouběji.

Nejnebezpečnějšími aspekty narkózy jsou narušení úsudku, více úkolů a koordinace a ztráta rozhodovacích schopností a soustředění. Mezi další účinky patří vertigo a poruchy zraku nebo sluchu. Syndrom může způsobit radost, závratě, extrémní úzkost, deprese, nebo paranoia , v závislosti na individuální potápěče a potápěče lékařské nebo osobní historie. Je-li to vážnější, může se potápěč cítit přehnaně sebevědomě, bez ohledu na běžné postupy bezpečného potápění. Zpomalená mentální aktivita, jak je naznačeno prodloužením doby reakce a zvýšením chyb v kognitivních funkcích, jsou účinky, které zvyšují riziko, že potápěč špatně zvládne nehodu. Narkóza snižuje jak vnímání zimního nepohodlí, tak chvění, a tím ovlivňuje produkci tělesného tepla, a následně umožňuje rychlejší pokles teploty jádra ve studené vodě se sníženým vědomím rozvíjejícího se problému.

Vztah hloubky k narkóze je někdy neformálně známý jako „Martiniho zákon“, myšlenka, že narkóza vede k pocitu jednoho martini na každých 10 m (33 stop) pod 20 m (66 stop) hloubky. Profesionální potápěči používají takový výpočet pouze jako hrubý průvodce, aby novým potápěčům poskytli metaforu a srovnávali situaci, se kterou se mohou lépe seznámit.

Hlášené příznaky a symptomy jsou shrnuty oproti typickým hloubkám v metrech a stopách mořské vody v následující tabulce, která je úzce přizpůsobena dokumentu Deeper into Diving od Lippmana a Mitchella:

Příčiny

Příčina narkózy souvisí se zvýšenou rozpustností plynů v tělních tkáních v důsledku zvýšeného tlaku v hloubce ( Henryho zákon ). Moderní teorie navrhli, že inertní plyny rozpustí v lipidové dvojvrstvy z buněčných membrán způsobit narkózy. V poslední době vědci zkoumají mechanismy proteinů receptoru neurotransmiteru jako možnou příčinu narkózy. Směs dýchacích plynů vstupujících do plic potápěče bude mít stejný tlak jako okolní voda, známý jako tlak okolí . Po jakékoli změně hloubky tlak plynů v krvi procházející mozkem dohání okolní tlak během jedné nebo dvou minut, což má za následek opožděný narkotický účinek po sestupu do nové hloubky. Rychlá komprese potencuje narkózu díky zadržování oxidu uhličitého .

Poznání potápěčů může být ovlivněno při ponorech tak mělkých jako 10 m (33 ft), ale změny obvykle nejsou patrné. Neexistuje spolehlivá metoda, jak předpovědět hloubku, v níž je narkóza patrná, nebo závažnost účinku na jednotlivého potápěče, protože ten se může u jednotlivých ponorů lišit i ve stejný den.

Významným poškozením v důsledku narkózy je rostoucí riziko pod hloubkou asi 30 m (100 ft), což odpovídá tlaku okolí asi 4  bar (400 kPa). Většina organizací pro sportovní potápění doporučuje hloubku ne větší než 40 m (130 ft) kvůli riziku narkózy. Při dýchání vzduchu v hloubce 90 m (300 ft) - při okolním tlaku asi 10 bar (1000 kPa) - vede narkóza u většiny potápěčů k halucinacím, ztrátě paměti a bezvědomí. Řada potápěčů zemřela při pokusech o vytvoření rekordů hloubky vzduchu pod 120 m (400 ft). Z důvodu těchto incidentů již Guinnessovy knihy rekordů o tomto čísle neinformují.

Narkóza byla srovnávána s výškovou nemocí, pokud jde o její variabilitu nástupu (i když ne její příznaky); jeho účinky závisí na mnoha faktorech, s rozdíly mezi jednotlivci. Tepelné nachlazení, stres , těžká práce, únava a zadržování oxidu uhličitého - to vše zvyšuje riziko a závažnost narkózy. Oxid uhličitý má vysoký narkotický potenciál a také způsobuje zvýšený průtok krve do mozku, což zvyšuje účinky dalších plynů. Zvýšené riziko narkózy je důsledkem zvýšení množství oxidu uhličitého zadrženého těžkým cvičením, mělkým nebo vynechaným dýcháním nebo špatnou výměnou plynů v plicích.

Je známo, že narkóza je přísadou i při minimální intoxikaci alkoholem. Jiné sedativní a analgetické léky, jako jsou opiátová narkotika a benzodiazepiny, přispívají k narkóze.

Mechanismus

Ilustrace lipidové dvojvrstvy, typické pro buněčnou membránu, zobrazující hydrofilní hlavy na vnější straně a hydrofobní ocasy uvnitř

Přesný mechanismus není dobře znám, ale zdá se, že jde o přímý účinek rozpouštění plynu do nervových membrán a dočasného narušení nervových přenosů. Zatímco účinek byl poprvé pozorován u vzduchu, jiné plyny včetně argonu, kryptonu a vodíku způsobují velmi podobné účinky při vyšším než atmosférickém tlaku. Některé z těchto účinků mohou být v důsledku antagonismu na NMDA receptory a zesílení na GABA _A receptoru, podobný mechanismu nepolárních anestetik, jako diethylether nebo ethylenu . Jejich reprodukce velmi chemicky neaktivním plynným argonem však z nich dělá nepravděpodobné, že by šlo o přísně chemickou vazbu na receptory v obvyklém smyslu chemické vazby . K ovlivnění iontových kanálů nervových buněk řízených ligandem by proto byl zapotřebí nepřímý fyzický účinek - například změna objemu membrány . Trudell a kol. navrhli nechemickou vazbu díky atraktivní van der Waalsově síle mezi proteiny a inertními plyny.

Podobně jako mechanismus účinku ethanolu může zvýšení plynu rozpuštěného v membránách nervových buněk způsobit změněné vlastnosti propustnosti iontů lipidových dvojvrstev nervových buněk . Parciální tlak plynu nutné k vyvolání měřené stupeň snížení hodnoty dobře koreluje s lipidovou rozpustnost plynu: Čím větší je rozpustnost, je potřeba méně parciální tlak.

Časná teorie, hypotéza Meyer-Overton , naznačovala, že k narkóze dochází, když plyn pronikne lipidy nervových buněk mozku, což způsobí přímé mechanické interference s přenosem signálů z jedné nervové buňky do druhé. V poslední době byly identifikovány specifické typy chemicky řízených receptorů v nervových buňkách, které se účastní anestézie a narkózy. Základní a nejobecnější základní myšlenka, že nervový přenos je změněn v mnoha difúzních oblastech mozku v důsledku molekul plynu rozpuštěných v tukových membránách nervových buněk, však zůstává do značné míry nezpochybněna.

Řízení a diagnostika

Řízení narkózy spočívá pouze ve stoupání do mělčích hloubek; účinky pak během několika minut zmizí. V případě komplikací nebo jiných stavů je vzestup vždy správnou počáteční odpovědí. Pokud problémy přetrvávají, je nutné ponor přerušit. Dekompresní plán lze stále dodržovat, pokud jiné podmínky nevyžadují pomoc v nouzi.

Příznaky narkózy mohou být během ponoru způsobeny dalšími faktory: problémy s ušima způsobující dezorientaci nebo nevolnost ; časné příznaky toxicity kyslíku způsobující poruchy zraku; nebo podchlazení způsobující rychlé dýchání a třes. Přítomnost kteréhokoli z těchto příznaků by nicméně měla naznačovat narkózu. Zmírnění účinků při výstupu do mělčí hloubky potvrdí diagnózu. Vzhledem k nastavení jiné pravděpodobné podmínky nemají reverzibilní účinky. Ve vzácných případech nesprávné diagnózy, kdy příznaky způsobuje jiný stav, je stále nezbytné počáteční řízení - stoupající blíže k povrchu.

Prevence

Narkóze při hlubokém potápění se předchází naplněním potápěčských válců směsí plynů obsahujících hélium. Helium je uloženo v hnědých válcích.

Nejpřímějším způsobem, jak se vyhnout dusíkové narkóze, je potápěč, který omezuje hloubku ponorů. Vzhledem k tomu, že se narkóza s rostoucí hloubkou zhoršuje, může se potápěč udržující v mělčích hloubkách vážné narkóze vyhnout. Většina rekreačních potápěčských škol bude certifikovat pouze základní potápěče do hloubky 18 m (60 ft) a v těchto hloubkách narkóza nepředstavuje významné riziko. Obvykle je vyžadováno další školení pro certifikaci do 30 m (100 ft) na vzduchu a toto školení by mělo zahrnovat diskusi o narkóze, jejích účincích a řízení. Některé agentury pro výcvik potápěčů nabízejí specializované školení pro přípravu rekreačních potápěčů na hloubku 40 m (130 stop), které se často skládají z další teorie a praxe v hlubokých ponorech pod pečlivým dohledem. Potápěčské organizace, které trénují potápění mimo rekreační hloubky, mohou zakázat potápění s plyny, které způsobují příliš mnoho narkotik v hloubce průměrného potápěče, a důrazně podporovat používání jiných směsí dýchacích plynů obsahujících hélium místo části nebo celého dusíku ve vzduchu - jako je trimix a heliox  - protože helium nemá narkotické účinky. Použití těchto plynů je součástí technického potápění a vyžaduje další školení a certifikaci.

I když jednotlivý potápěč nedokáže přesně předpovědět, v jaké hloubce nastane v daný den nástup narkózy, první příznaky narkózy pro daného potápěče jsou často předvídatelnější a osobnější. Například jeden potápěč může mít potíže se zaměřením na oči (blízké ubytování pro potápěče středního věku), jiný může pociťovat pocity euforie a jiný pocity klaustrofobie . Někteří potápěči hlásí, že mají změny sluchu, a že zvuk vydechovaných bublin se liší. Odborné školení může potápěčům pomoci identifikovat tyto osobní nástupní příznaky, které pak mohou být použity jako signál ke vzestupu, aby se zabránilo narkóze, i když těžká narkóza může narušit úsudek nezbytný k preventivním opatřením.

Hluboké ponory by měly být prováděny až po postupném tréninku, aby se otestovala citlivost individuálního potápěče na zvyšování hloubky, za pečlivého dohledu a zaznamenávání reakcí. Vědecké důkazy neukazují, že potápěč může trénovat, aby překonal jakoukoli míru narkózy v dané hloubce nebo aby se k ní stal tolerantním.

Ekvivalentní narkotická hloubka (END) je běžně používaný způsob vyjádření narkotického účinku různých dýchacích plynů. Národní oceánů a atmosféry (NOAA) potápění Ruční nyní uvádí, že kyslík a dusík, je třeba považovat za stejně narkotikum. Standardní tabulky založené na relativních rozpustnostech lipidů uvádějí převodní faktory pro narkotický účinek jiných plynů. Například vodík při daném tlaku má narkotický účinek ekvivalentní dusíku při 0,55násobku tohoto tlaku, takže by měl být v zásadě použitelný ve více než dvojnásobné hloubce. Argon má však 2,33krát vyšší než narkotický účinek dusíku a je špatnou volbou jako dýchací plyn pro potápění (používá se jako suchý nafukovací plyn kvůli nízké tepelné vodivosti). Některé plyny mají při dýchání pod tlakem další nebezpečné účinky; například vysokotlaký kyslík může vést k kyslíkové toxicitě . Ačkoli je hélium nejméně opojné z dýchacích plynů, ve větších hloubkách může způsobit vysokotlaký nervový syndrom , stále záhadný, ale zjevně nesouvisející jev. Narkóza inertního plynu je pouze jedním z faktorů ovlivňujících výběr směsi plynů; důležitá jsou také rizika dekompresní nemoci a kyslíkové toxicity, náklady a další faktory.

Kvůli podobným a aditivním účinkům by se potápěči měli před jakýmkoli ponorem vyvarovat sedativních léků a drog, jako je konopí a alkohol. Kocovina v kombinaci se sníženou fyzickou kapacitou, která s ní souvisí, zvyšuje pravděpodobnost narkózy dusíku. Odborníci doporučují úplnou abstinenci od alkoholu po dobu nejméně 12 hodin před potápěním a déle u ostatních drog.

Prognóza a epidemiologie

Narkotika je potenciálně jednou z nejnebezpečnějších podmínek, která ovlivňuje potápěče pod 30 m (100 ft). S výjimkou občasné amnézie událostí v hloubce jsou účinky narkózy při výstupu zcela odstraněny, a proto samy o sobě nepředstavují žádný problém, a to ani při opakované, chronické nebo akutní expozici. Závažnost narkózy je nicméně nepředvídatelná a může být při potápění fatální v důsledku nelogického chování v nebezpečném prostředí.

Testy ukázaly, že všichni potápěči jsou ovlivněni dusíkovou narkózou, i když u některých se projevují menší účinky než u jiných. I když je možné, že někteří potápěči zvládnou lépe než ostatní, protože se naučí zvládat subjektivní poškození, základní efekty chování zůstávají. Tyto účinky jsou obzvláště nebezpečné, protože potápěč může mít pocit, že narkotiku nezažije, přesto je jím ovlivněn.

Dějiny

Meyer i Overton zjistili, že narkotickou sílu anestetika lze obecně předpovědět z jeho rozpustnosti v oleji. Minimální alveolární koncentrace je inverzním indikátorem anestetické účinnosti.

Francouzský vědec Victor T. Junod jako první popsal příznaky narkózy v roce 1834 a poznamenal, že „jsou aktivovány funkce mozku, představivost je živá, myšlenky mají zvláštní kouzlo a u některých osob jsou přítomny příznaky intoxikace“. Junod navrhl, že narkóza je výsledkem tlaku, který způsobuje zvýšený průtok krve, a tím stimuluje nervová centra. Walter Moxon (1836–1886), významný viktoriánský lékař , vyslovil v roce 1881 hypotézu, že tlak nutí krev do nepřístupných částí těla a stagnující krev pak vyústí v emoční změny. První zprávu o anestetické účinnosti související s rozpustností lipidů publikoval Hans H. Meyer v roce 1899 pod názvem Zur Theorie der Alkoholnarkose . O dva roky později podobnou teorii nezávisle publikoval Charles Ernest Overton . To, co se stalo známým jako Meyer-Overtonova hypotéza, lze ilustrovat grafem porovnávajícím narkotickou účinnost s rozpustností v oleji.

V roce 1939 Albert R. Behnke a OD Yarborough prokázali, že i jiné plyny než dusík mohou způsobit narkózu. U inertního plynu bylo zjištěno, že narkotická účinnost je úměrná jeho rozpustnosti v tucích. Jako vodík má pouze 0,55 rozpustnost dusíku, hluboké potápění experimenty s použitím hydroxypropyl prováděl Arne Zetterström mezi 1943 a 1945. Jacques-Yves Cousteau v roce 1953 skvěle popsal jako „l'ivresse des Grandes profondeurs“ nebo „vytržení hlubokého ".

Další výzkum možných mechanismů narkózy působením anestetika vedl v roce 1965 k konceptu „ minimální alveolární koncentrace “. Tím se měří relativní koncentrace různých plynů potřebných k prevenci motorické reakce u 50% subjektů v reakci na stimul a ukazuje podobné výsledky pro anestetickou účinnost jako měření rozpustnosti lipidů. Příručka potápění (NOAA) byla revidována tak, aby doporučila zacházet s kyslíkem, jako by byl narkotický jako dusík, podle výzkumu Christiana J. Lambertsena a kol. v letech 1977 a 1978.

Viz také

• Vodíková narkóza  - Psychotropní stav vyvolaný dýcháním vodíku při vysokých parciálních tlacích

Poznámky pod čarou

Reference

Poznámky

Zdroje

• Bennett, Peter; Rostain, Jean Claude (2003). „Inertní plynová narkóza“. V Brubakku, Alf O; Neuman, Tom S (eds.). Fyziologie a medicína potápění Bennetta a Elliotta (5. vydání). USA: Saunders. ISBN   0-7020-2571-2 . OCLC   51607923 .
• Lippmann, John; Mitchell, Simon J. (2005). "Dusíkatá narkóza". Hlouběji do potápění (2. vyd.). Victoria, Austrálie: JL Publications. 103–8. ISBN   0-9752290-1-X . OCLC   66524750 .
• US Navy Supervisor of Diving (2008). Příručka potápění amerického námořnictva (PDF) . SS521-AG-PRO-010, revize 6. US Naval Sea Systems Command. Archivovány z původního (PDF) 10. 12. 2014 . Citováno 2014-01-21 .

externí odkazy

• Podmořská a hyperbarická lékařská společnost Vědecký orgán, publikace o dusíkaté narkóze.
• Rubicon Research Repository Prohledávatelné úložiště výzkumu potápění a environmentální fyziologie.
• Diving Diseases Research Center (DDRC) Britská charita věnovaná léčbě nemocí z potápění.
• Campbell, Ernest S. (2009-06-25). "Potápění při užívání marihuany" . Citováno 2009-08-25 . ScubaDoc - přehled marihuany a potápění.
• Campbell, Ernest S. (2009-05-03). „Alkohol a potápění“ . Archivovány od originálu dne 2007-04-30 . Citováno 2009-08-25 . ScubaDoc - přehled alkoholu a potápění.
• Campbell, George D. (01.02.2009). „Dusíkatá narkóza“ . Potápění s Deep-Six . Citováno 2009-08-25 .