|
Medicina aeroespacial
2 MEDICINA DE LA AVIACIÓN
Los especialistas en medicina de la aviación estudian las
reacciones del ser humano a los viajes en avión. Asimismo
seleccionan a los aspirantes a pilotos, mantienen a las
tripulaciones en óptimas condiciones y cooperan con los
ingenieros aeronáuticos en el desarrollo de aviones más
seguros.
2.1 Historia
Nace en el siglo XVIII, con las investigaciones fisiológicas
de los primeros pilotos de aerostatos, algunos de los cuales
eran médicos. En 1784, un año después del primer vuelo en
globo, un médico de Boston, John Jeffries, hace el primer
análisis de la composición del aire de las alturas. La
pression barometrique del médico francés Paul Bert, publicada
en 1878, fue el primer tratado de la especialidad, y describía
los efectos que se producen en el cuerpo humano debido a las
variaciones en la presión atmosférica y en la composición del
aire. En 1894 el fisiólogo vienés Herman Von Schrötter diseñó
una máscara de oxígeno con la que el meteorólogo Artur Berson
consiguió un récord de altitud de 9.150 m. La llegada de los
aviones hizo establecer las primeras normas para los pilotos
militares en 1912. El traje presurizado fue diseñado por el
piloto estadounidense Wiley Post en 1934, y el traje
antigravedad por el británico W. R. Franks en 1942. El
cirujano estadounidense John Stapp perfeccionó los sistemas de
anclaje del piloto con los que el 10 de diciembre 1954
consiguió una deceleración de 200 m/s en 1 segundo.
2.2 Consideraciones fisiológicas
La medicina de la aviación estudia los efectos de la alta
velocidad y altitud, las aceleraciones y deceleraciones, las
variaciones de la presión atmosférica y, en la aviación civil,
el mareo de los pasajeros.
2.2.1 Alta velocidad
Las altas velocidades no producen lesiones, pero sí lo hacen
las aceleraciones y deceleraciones; éstas se expresan en
múltiplos de la gravedad terrestre (g=9,8 m/s en 1 s). Cuando
un aviador remonta un picado puede llegar a sufrir
aceleraciones inerciales de hasta 9 g. Si una aceleración de 4
g a 6 g se mantiene varios segundos, se observan efectos que
incluyen desde visión borrosa hasta el total desvanecimiento;
para evitarlo se utiliza el traje antigravedad, que presiona
el abdomen y las extremidades inferiores, evitando la
tendencia de la sangre a acumularse en estas áreas. La
sujeción de la cabeza es esencial durante las deceleraciones
extremas para evitar inflamación de las mucosas y cefaleas
graves; experimentalmente, en posición sentada mirando hacia
atrás y con un soporte especial para la cabeza, se han
tolerado deceleraciones de hasta 50 g sin lesiones graves.
2.2.2 Aporte de oxígeno
Es uno de los factores críticos durante el vuelo, pues en el
cuerpo humano el único oxígeno de reserva es el almacenado en
la sangre. El cerebro sólo soporta 4 minutos sin oxígeno antes
de iniciarse la muerte neuronal masiva.
La atmósfera terrestre contiene un 21% de oxígeno en volumen y
se halla a una presión de 760 mm Hg a nivel del mar. Hasta
4.500 m de altitud la presión barométrica es suficiente para
la vida humana, pero por encima de esta altitud el aire debe
ser presurizado.
Los aviones militares están provistos de equipos de oxígeno
que deben usar sus tripulantes cuando vuelan por encima de los
3.000 m. Si sobrepasan los 10.500 m, disponen de cabinas
presurizadas o en su defecto llevan equipos de respiración de
presión positiva. Si vuelan a más de 17.000 m deben usarse
trajes presurizados total o parcialmente y equipo adicional de
oxígeno.
Las aeronaves comerciales disponen de sistemas de oxígeno y
cabinas presurizadas de acuerdo con las normas de la aviación
civil. Un avión a 7.000 m, por ejemplo, debe mantener una
presión en cabina equivalente a 1.800 m.
2.2.3 Enfermedad de las alturas
Déficit agudo de oxígeno (hipoxia) provocado por el exceso de
altitud. En la troposfera se producen síntomas de hipoxia a
partir de 4.000 m. En el límite bajo de la estratosfera, a
partir de 10.500 m, la inhalación de oxígeno puro no mantiene
una adecuada saturación de oxígeno en la sangre.
La hipoxia produce diversas reacciones: irritabilidad y
excitación al principio, después pérdida progresiva de
concentración, y finalmente pérdida de conciencia. La
frecuencia cardíaca y respiratoria aumentan, y disminuye la
concentración tisular de oxígeno. Una hipoxia prolongada
produce daño cerebral.
2.2.4 Embolia gaseosa
La disminución de presión atmosférica por encima de los 9.000
m hace que el nitrógeno del aire no sea capaz de permanecer en
disolución y se libere en forma de burbujas en los tejidos del
organismo. Acompañadas de gotas de grasa procedentes de los
adipocitos dañados, estas burbujas pueden entrar en el
torrente sanguíneo y formar obstrucciones (émbolos) del árbol
vascular. Este fenómeno, el síndrome de descompresión rápida,
puede causar confusión, parálisis o colapso general de la
circulación cerebral, así como dolor en las grandes
articulaciones producido por episodios isquémicos. La
inhalación de oxígeno puro antes de volar previene
parcialmente el problema, ya que elimina parte del nitrógeno.
La descompresión rápida que se produce cuando se despresuriza
accidentalmente la cabina a elevada altitud, ocasiona daños
graves en el corazón y otros órganos por efecto de las
embolias gaseosas.
2.2.5 Mareo durante el vuelo
Se produce por una alteración en el laberinto del oído
interno, aunque también intervienen algunos factores
psicogénicos como la aprensión. Se puede evitar con fármacos
como la escopolamina o los antihistamínicos administrados
antes de volar.
2.2.6 Cambios horarios
Al aumentar la velocidad de los aviones sus pilotos y
pasajeros fueron capaces de cruzar muchas zonas horarias en
pocas horas, produciéndose una alteración en el reloj
biológico o ritmo circadiano que ocasiona desorientación y
pérdida de la capacidad de concentración y de la eficiencia.
Este fenómeno se llama popularmente jet-lag. Supone alguna
molestia para los pasajeros, y se agudiza en el caso de los
pilotos, que han de realizar otro vuelo poco tiempo después.
Existe cierta preocupación respecto al posible efecto de este
fenómeno sobre la seguridad aérea, pero hasta el momento no se
ha podido demostrar que ningún accidente se haya debido al
jet-lag.
3 MEDICINA DEL ESPACIO
Los especialistas en medicina del espacio —también llamada
bioastronáutica— estudian los factores humanos implicados en
los vuelos extra-atmosféricos. La mayoría de los peligros
(aceleraciones, deceleraciones, necesidad de atmósfera
artificial, ruido, vibración) son similares a los de los
vuelos atmosféricos y se pueden evitar de modo similar, pero
existen dos problemas adicionales: la ingravidez y las
radiaciones ionizantes.
3.1 Historia
Las primeras informaciones sobre el comportamiento humano
durante los vuelos espaciales fueron recogidas en Alemania en
la década de 1940 bajo la dirección de Hubertus Strughold.
Tanto en Estados Unidos como en la antigua URSS se comenzaron
a realizar experimentos con animales desde 1948. En 1957 los
rusos pusieron en órbita a un perro, y los estadounidenses a
un mono en 1958; ambos experimentos sugirieron que existían
pocos riesgos biológicos. Esta suposición se confirmó cuando
comenzaron los vuelos espaciales tripulados por humanos, cuyo
pionero fue Yuri Gagarin, el 12 de abril de 1961.
Los experimentos en Estados Unidos continuaron con los Mercury-Redstone,
Mercury, Gemini, Apolo, el Skylab y los transbordadores
espaciales. En la década de 1980 los cosmonautas soviéticos
fueron batiendo récords de permanencia en el espacio, y los
efectos de la ingravidez prolongada empezaron a ser
considerados un problema médico importante.
3.2 Hallazgos fisiológicos
Durante los primeros vuelos espaciales se observaron pocas
alteraciones biológicas importantes. Incluso se abandonó la
cuarentena de 21 días a que eran sometidos los astronautas de
los Apolo porque no se identificó ningún agente infeccioso en
ellos. Se monitorizaban la frecuencia cardíaca, el pulso, la
temperatura corporal, la presión sanguínea, la respiración,
los diálogos, el estado de alerta mental y el
electroencefalograma. Se advirtieron pocos cambios,
básicamente alteraciones hormonales e iónicas no peligrosas.
Se diseñaron envases especiales para la alimentación y para
desechar la orina y las heces. La falta de un ciclo natural
día-noche se compensó sincronizando el sueño de los
astronautas con el horario terrestre.
El confinamiento de individuos en un pequeño espacio y con una
actividad física limitada podía haber producido problemas
psicológicos. Aparecieron pocos, ya que los astronautas eran
elegidos por su estabilidad emocional y alta motivación, y
además se les asignaban suficientes tareas para mantenerles
continuamente ocupados. Las radiaciones parecían tener,
asimismo, pocos efectos: en vuelos suborbitales u orbitales
cortos se producían exposiciones similares a las de una
radiografía. La tripulación del Skylab recibió dosis mucho
mayores. Los vuelos espaciales se planifican para evitar los
periodos en que se preven explosiones solares, pues durante
éstas se emiten dosis muy elevadas de radiación gamma.
Aunque se suponía que la gravedad es necesaria para el
desarrollo normal del ser humano, la magnitud de los cambios
producidos por la ingravidez fue una sorpresa. Se detectaron
problemas serios, tales como osteoporosis y pérdida de fuerza
muscular importantes, apreciados en tres astronautas tras una
misión de 237 días a bordo de una estación espacial Salyut en
1984. La atrofia muscular era especialmente peligrosa, en
particular la del músculo cardiaco por su incidencia en el
sistema cardiovascular. La misma sangre se alteraba,
detectándose una disminución en el número de glóbulos rojos.
En 1985, se estudiaron en el Challenger estos efectos en ratas
y monos. Tras el vuelo, se apreció además de la pérdida ósea y
muscular esperadas, una disminución en la producción de la
hormona del crecimiento.
Estos hallazgos ahora se tienen en cuenta cuando se diseñan
las actividades de las tripulaciones y sus atareadas jornadas,
en las cuales se incluyen periodos de ejercicio para mantener
el tono muscular. Los organigramas de las estaciones
espaciales permanentes incluyen reemplazos periódicos de las
tripulaciones para no someter a los astronautas a situaciones
indefinidas de ingravidez.
En abril de 1998, una misión de la NASA, denominada Neurolab,
estuvo destinada al estudio del comportamiento del sistema
nervioso en condiciones de microgravedad. La misión estaba
dedicada en especial al científico español Santiago Ramón y
Cajal, premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1906. El
Spacelab, el laboratorio presurizado de la lanzadera espacial
Columbia encargada de la misión, albergaba, además de
numerosos animales de experimentación, doce de los preparados
histológicos de Cajal.
-
Envíanos tus
artículos -
|
|
