Los buzos de operaciones especiales como los Navy SEAL asumen riesgos que amenazan la vida, como los combatientes enemigos y los entornos hostiles. Pero otro peligro es silencioso e invisible:la toxicidad del oxígeno, el resultado de respirar niveles letales de oxígeno que ocurren a profundidad y presión.

Profesor de la Universidad de Buffalo, Universidad Estatal de Nueva York, está llevando a cabo un nuevo tipo de investigación que puede proteger a los buzos de la Marina de esta amenaza mortal. La Oficina de Investigación Naval (ONR) patrocina el trabajo, realizado por el Dr. Blair Johnson, quien enseña fisiología del ejercicio en la Universidad de Buffalo.

La toxicidad del oxígeno proviene del activo más preciado de los buzos de la Marina:el oxígeno mismo. El aire respirable se compone principalmente de oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. Mientras que los buzos necesitan oxígeno para respirar bajo el agua, la proporción de gases puede volverse peligrosa cuanto más se sumergen.

"La evidencia reciente sugiere que los niveles hormonales críticos para mantener la respiración y la función cardíaca caen drásticamente cuando alguien se sumerge bajo el agua, "dijo el Dr. William D'Angelo, quien administra el Programa de Medicina Submarina de ONR. "La innovadora investigación del Dr. Johnson ampliará la forma en que la inmersión en agua desencadena la toxicidad del oxígeno".

Los buzos de operaciones especiales son especialmente vulnerables. Pueden encontrar niveles mortales de gases de nitrógeno y dióxido de carbono, requiriendo un rebreather para mitigar la toxicidad.

Los buzos utilizan un rebreather de circuito cerrado que filtra los gases de tal manera que no aparecen burbujas en la superficie del agua, útil cuando se trata de evitar que los adversarios los detecten. Sin embargo, Este sigilo adicional aumenta la cantidad de oxígeno que respiran los buzos y, combinado con el estrés de la misión y el esfuerzo físico, puede provocar convulsiones, convulsiones náusea, mareos e incluso coma o muerte, todos síntomas de toxicidad por oxígeno.

La investigación de Johnson se centra en el sistema nervioso simpático del cuerpo humano, que controla la respuesta instintiva de "lucha o huida":una reacción física a un ataque, amenaza de supervivencia o evento dañino percibido, para mantener una frecuencia cardíaca adecuada, presión arterial, respiración y temperatura corporal.

Johnson y su equipo construyeron un tanque especial de inmersión en agua en el Centro de Investigación y Educación en Ambientes Especiales de la Universidad de Buffalo, donde los científicos pueden estudiar entornos extremos simulados, como respirar diferentes mezclas de gases bajo el agua.

Durante los experimentos, que comenzó este mes, los voluntarios se sientan en el tanque durante cuatro horas, con la cabeza y un brazo por encima del agua. Soportan cambios en la temperatura del agua, y respire aire a través de un rebreather que contiene 100 por ciento de oxígeno. Sus brazos secos están equipados con sensores para medir los signos vitales.

La investigación de Johnson es única porque su equipo también inserta microelectrodos en forma de agujas de acupuntura directamente en los nervios, un proceso llamado microneurografía. Esto les permite medir los impulsos de los músculos en tiempo real, piel y vasos sanguíneos, y registre las reacciones a los cambios de temperatura del agua, así como la respiración de altos niveles de oxígeno y otras mezclas de gases.

"Se ha demostrado que respirar oxígeno al 100 por ciento en tierra reduce la actividad del nervio simpático, frecuencia cardíaca y presión arterial, que podría provocar toxicidad por oxígeno en el agua, "dijo Johnson." ¿Cómo se aplica eso a alguien sumergido en agua? ¿Qué impacto tiene el agua fría? ¿Qué impacto tiene respirar diferentes mezclas de gases? Estamos analizando todos estos factores para prevenir o mitigar el riesgo de toxicidad por oxígeno ".

La investigación de Johnson es la primera en medir directamente la actividad del nervio simpático a través de la microneurografía, con alguien sumergido en agua y respirando diferentes mezclas de gases. Cada uno de sus 50 voluntarios participará en hasta ocho sesiones de inmersión. Después, Johnson evaluará los datos para encontrar posibles medidas preventivas contra la toxicidad del oxígeno.