DECOMPRESSION

PROFILES

Dr. Stefano Brambilla

PARTECIPANO ALLO STUDIO

• Dr. Stefano Brambilla Rianimazione-Terapia Intensiva Ospedale

di Treviglio BG

• Dr. Pasquale Longobardi Centro Iperbarico Ravenna

• Dr. Claudio Marabotti Istituto di Fisiologia Clinica CNR Pisa

• Prof. Enzo Spisni Dipartimento di Scienze Biologiche Università di

Bologna

• I.P. Klarida Hoxha Centro Iperbarico Ravenna

• I.P. Annarita Facchetti Medicina-Neurologia Ospedale di

Treviglio BG

PARTECIPANO ALLO STUDIO

Organizzazione e logistica • Simone Nicolini • Dott.ssa Mara Bonati • Dott.ssa Stefania Mensa Assistenza tecnica • UTRtek • Argentario Divers • Scuola Sub 0-100

PARTNERS

UN PO DI STORIA

• 1841 NASCONO I PRIMI CASSONI A PRESSIONE PER L’ESTRAZIONE DEL CARBONE

• 1854 POL E WATELLE INIZIANO A CORRELARE I

SINTOMI DA DCS ALLA PROFONDITA’ E AL TEMPO DI ESPOSIZIONE

• 1878 CONFERMA DELLE OSSERVAZIONI DA PARTE DI

PAUL BERT E SCOPERTA DELLA TOSSICITA’ DELL’ OSSIGENO

• 1900 EQUAZIONE DI HELLER-MAGER-VON SCHROTTER

• 1908 HALDANE RAPPORTO CRITICO 2:1 • 1912 HILL GRADIENTE CRITICO • 1915 PUBBLICAZIONE PRIME TABELLE U.S. NAVY

• 1935 HAWKINS E SHILLING IPOTIZZANO DIFFERENTI

VALORI DI RAPPORTO CRITICO PER DIFFERENTI TESSUTI

• 1937 YARBOROUG RAPPORTO CRITICO DIVERSO PER TESSUTI E PER PROFONDITA’

• 1951 VAN DER AUE: TABELLE TERAPEUTICHE I IA II IIA

III IV

• 1952 MODELLO DIFFUSIVO DI HEMPLEMAN

• 1956 DES GRANGE-DWYER-WORKMAN CONFERMANO L’IPOTESI CHE IL RAPPORTO TOLLERATO VARIA DA TESSUTO A TESSUTO E CON LA PROFONDITA’

• 1957 VALORI “M” DI WORKMAN (MAX TENSIONE TOLLERATA)

• BUHLMANN PROPONE I SUOI VALORI “M” E LI ESPRIME IN BAR

• MODELLO TERMODINAMICO HILLS

• VPM (D.E. Yount)

• RGBM (Dr B. Wienke)

• MODELLI PROBABILISTICI

MA ALLA FINE COSA ABBIAMO CONCLUSO…

…CHE IL CAMMINO E’ ANCORA LUNGO…

…POICHE’ POSSIAMO SICURAMENTE DIRE E’ CHE FINO AD ORA TUTTI I MODELLI DECOMPRESSIVI SONO STATI TESTATI CON SIMULAZIONI MATEMATICHE… MA SUL CAMPO?

LO STUDIO PILOTA

RATIO DECO

vs

V-Planner

LE BOLLE

• SECONDO LA TEORIA NOTA COME “DELLA DOPPIA FASE” E’ UN FATTO CHE OGNI IMMERSIONE PRODUCE BOLLE

• LE BOLLE CIRCOLANTI NASCONO VEROSIMILMENTE DA MICRONUCLEI A LIVELLO ENDOTELIALE CHE IN QUALCHE MODO SI “ATTIVANO” AUMENTANDO DI VOLUME DURANTE LA FASE DI RISALITA

• ESISTONO UNA SERIE DI FATTORI BIOUMORALI CHE SI CONTROBILANCIANO, L’EQUILIBRIO DEI QUALI FA LA DIFFERENZA TRA UNA BELLA IMMERSIONE E UNA DCI

AZIONE DELLE BOLLE

• OSTRUZIONE VASALE PERCHE’ LE BOLLE CIRCOLANDO OCCLUDONO I VASI (TROMBO)

• AGGREGAZIONE PIASTRINICA

• ATTIVAZIONE MEDIATORI DELL’INFIAMMAZIONE

• ATTIVAZIONE CASCATA DEL COMPLEMENTO

• STASI CAPILLARE POLMONARE

• STASI VENOSA VERTEBRALE CON INFARCIMENTO EMORRAGICO MIDOLLARE

• AUMENTO RESISTENZE VASCOLARI PERIFERICHE

• RIDUZIONE GITTATA CARDIACA

QUNDI SICURAMENTE DUE COSE POSSIAMO DIRE DELLE BOLLE

• CIRCOLANO NEL TORRENTE EMATICO

• ATTIVANO UNA RISPOSTA BIOUMORALE MASSIVA DELL’ORGANISMO

La risposta bioumorale

GLI STUDI DEL PROFESSOR THOM (2010) HANNO DIMOSTRATO CHE I MICRONUCLEI ATTIVATI SONO IN GRADO DI STIMOLARE LA RISPOSTA INFIAMMATORIA ATTRAVERSO MECCANISMI

BIOUMORALI CHE RICONOSCONO NELLE “MICROPARTICELLE” (POLVERE CELLULARE) IL

LORO ATTORE PRINCIPALE

La risposta bioumorale

• L’attivazione della cascata del complemento

• L’attivazione piastrinica

• L’adesione all’endotelio dei polimorfonucleati

• La diapedesi leucocitaria

Sono tutti meccanismi che sostengono la risposta infiammatoria sistemica

DCI come risposta infiammatoria sistemica

Le manifestazioni della DCI sono di fatto il risultato di una risposta infiammatoria generalizzata dell’organismo, innescata si dalle bolle ma

sostenuta poi da mediatori bioumorali.

Questo nuovo modo di interpretare la DCI ha cambiato anche l’atteggiamento terapeutico

della medesima.

Quello che oggi chiediamo all’OTI non è di ricomprimere le bolle ma di fermare

l’infiammazione.

PARTENDO DA QUESTI DUE ASSUNTI CI ASPETTIAMO CHE: SE LE BOLLE CIRCOLANO, LE POSSO INDIVIDUARE NEL TORRENTE EMATICO SE LE BOLLE ATTIVANO UNA RISPOSTA BIOUMORALE, POSSO DOSARNE I MEDIATORI

Una decompressione adeguata

Possiamo a questo punto verosimilmente ipotizzare che una buona decompressione deve mantenere le bolle entro limiti accettabili e non deve consentire l’innescarsi di quella cascata infiammatoria responsabile delle manifestazioni di DCI, ossia non deve consentire il rilascio di quei mediatori proinfiammatori che guidano la risposta sistemica

SCOPO DELLO STUDIO PILOTA

QUELLO CHE ABBIAMO FATTO IN QUESTO STUDIO E’ STATO DI ANDARE A CONFRONTARE IN TERMINI DI PRODUZIONE DI BOLLE (CON L’ECOCARDIOGRAFIA) E IN TERMINI DI LIBERAZIONE MEDIATORI DELL’INFIAMMAZIONE (CON METODICA LUMINEX) SE ESISTONO DIFFERENZE TRA I DUE PROFILI DECOMPRESSIVI IN OGGETTO

VALUTAZIONE ECOCARDIO: CERCHIAMO LE BOLLE

• VALUTAZIONE ECOCARDIOGRAFICA CON SCALA DI BRUBAKK (Eftedal O. Brubakk O. UHM 1997; 24: 293-299)

• RILEVAZIONE A 30’ E 90’ DALL’EMERSIONE

BRUBAKK SCALE

• GRADO 0 : no observable bubbles • GRADE 1 : occasional bubbles • GRADE 2 : at least one bubble every four

cardiac cycles • GRADE 3 : at least one bubble every cardiac

cycle • GRADE 4 : at least one bubble . cm2 in every

image • GRADE 5 “WHITE-OUT”, single bubbles can not

be discriminated

BOLLE ALL’ECOCARDIO

CON L’ECOCARDIOGRAFIA…

DOSAGGIO MEDIATORI

MICROPRELIEVO DI SANGUE

SEPARAZIONE SIERO

DOSAGGIO CITOKINE: METODO LUMINEX (Vignali DA. Multiplexed particle-based flow cytometric assays. J Immunol Metods 2000; 243-255

…CON LA RICERCA DI CITOCHINE

MATERIALI E METODI

• Al termine di una immersione tecnica sono stati studiati 14 sommozzatori, 7 hanno utilizzato il profilo “ratio deco” e 7 il profilo generato dal V-Planner

• L’immersione è stata di tipo quadro, profondità media -50mt per un tempo di fondo (ABT) di 25’

• Miscela di fondo Trimix 18/45

• Deco gas EAN 50% e ossigeno

CRITERI DI INCLUSIONE

• Il campione è stato reclutato in modo tale che i sommozzatori fossero di età compresa tra i 27 e i 51 anni e di solo sesso maschile, poiché non sappiamo se la variante “sesso femminile” possa in qualche modo introdurre variabili non note.

• Tutti i soggetti sono stati scelti tra quelli che non hanno in passato avuto episodi di PDD (Patologia da Decompressione), la scelta è stata dettata dal fatto che la presenza dei suddetti sintomi potrebbe essere indice di problemi sottostanti preesistenti, impossibili per noi da studiare, tali da falsare le osservazioni (ex FOP, etc...).

• Sono stati esclusi anche i soggetti obesi perché la variabile della eccessiva massa adiposa potrebbe introdurre fattori disturbanti ignoti. A tal proposito sono stati reclutati solo sommozzatori che risultavano avere una circonferenza misurata sotto l’arcata costale inferiore a 94cm.

N.B.

Tutti i sommozzatori arruolati sia in questo studio che nel DECOMPRESSIONPROFILES, che vedremo in seguito, hanno effettuato le immersioni per loro libera scelta (le

avrebbero effettuate indipendentemente dallo studio), seguendo metodiche decompressive di loro abituale uso. Il gruppo di ricerca si è limitato ad osservare ciò che accade fisiologicamente dopo aver ottenuto dai soggetti il permesso scritto di

effettuare i prelievi ematici e l’ecocardiografia. Nessun obbligo ne indicazione è stata posta sul tipo di immersione e sul profilo decompressivo.

IL PROFILO RATIO DECO

DEEP RUN TIME STOP GAS 50 25 Tx 18 \ 45 40 26 risalita a 10 mt\minuto 36 28 1 deep stop a partire dal 75 %

della profondità 33 29 1 30 30 1 27 31 1 24 33 2 deep stop del 50 % della

profondità 21 38 5 OEA 50 18 43 5 OEA 50 15 45 2 OEA 50 12 47 2 OEA 50 9 51 4 Tx 18\45 6 63 12 ossigeno 3 69 6 ossigeno

Superficie 70 totale 18' di OEA 50% e 18' di ossigeno tempo toale di deco ( OEA 50% + ossigeno ) richiesta di 35 minuti, abbiamo arrotondato a 36 minuti ( 18 di OEA 50% + 18 di ossigeno )

IL PROFILO V-PLANNER

DEEP RUN TIME STOP VEL.RIS. 50 25 10mt/min 40 26 36 27 1 30 28 1 3mt/min 27 29 1 24 31 2 21 33 EAN 50 2 18 34 1 15 37 3 12 40 3 9 44 4 6 54 OXYGEN 10 1mt/min 0 60 6 R Azoto 1,1 R Elio 0.9 Vel discesa 20mt/min Vel risal 10 mt/min

MATERIALI E METODI

Alla riemersione i sommozzatori sono stati sottoposti ad indagine ultrasonografica cardiaca (sulla imbarcazione appoggio Abracadabra messaci a disposizione dall’ Argentario Divers di Porto Ercole) da parte del Dr. Claudio Marabotti per la ricerca di bolle circolanti visualizzate in cavità cardiaca destra secondo la metodica e la scala di classificazione proposta da Eftedal e Brubbak nel 1997 (Eftedal O. and Brubbak O. UHM 1997; 24: 293-299) La registrazione è stata effettuata a 30’ e 90’

MATERIALI E METODI • Inoltre il Prof. Spisni dell' università di Bologna ha

effettuato dei microprelievi per il dosaggio di mediatori dell'infiammazione, con puntura digitale e successiva separazione del siero.

• La metodica prevede micropuntura, prelievo in eppendorf sterili, attesa di 15 min per la coagulazione, centrifugazione a 6000xg per 10 minuti, prelievo del siero come surnatante e trasferimento in nuova eppendorf. Congelamento a -20 per il trasporto poi -80 fino alle analisi. Dosaggio citochine: metodo Luminex (Vignali DA. Multiplexed particle-based flow cytometric assays. J Immunol Methods 2000;243:243–255.) Confrontando quindi i due profili in termini di liberazione di mediatori.

RISULTATI

Per quanto riguarda le citochine dosate nei due profili, pur osservando aumenti in proporzione diverse di mediatori differenti, non si sono evidenziati dati statisticamente significativi tali da indurre a concludere che i due profili avessero in qualche modo ottenuto risultati non sovrapponibili

RISULTATI

• La valutazione ecocardiografica è stata effettuata come già sopra esposto con metodica ecocardiografica trans toracica utilizzando per la valutazione la scala di Eftedal e Brubbak O.

• Dall'indagine ecografica del gruppo V-Planner è emerso che cinque soggetti avevano grado 0, un soggetto grado 2 e un soggetto grado 3.

• Nel gruppo “Ratio deco” tre soggetti con grado 0, un soggetto grado 1, un soggetto grado 2, un soggetto grado 3 e un soggetto grado 4.

RISULTATI

RISULTATO DEL TEST DI FISHER ECO + ECO - Totale V-planner 2 5 7 R.D. 4 3 7 Totale 6 8 14 The two-tailed P value equals 0,6434. The

association between rows (groups) and columns (outcomes) is considered to be not statistically significant.

CONCLUSIONI

• Dall’ analisi dei dati ottenuti dal dosaggio delle citochine effettuato sul pool di campioni pesati, abbiamo visto che alcune citochine depongono per un miglior profilo decompressivo effettuato con la ratio deco, ma all'opposto vi sono citochine, che indicherebbe nel profilo V-Planner una risalita migliore. Vi sono poi alcune citochine che non hanno evidenziato differenze in termini di concentrazione tra i due gruppi.

• Il confronto tra i due profili in termini di produzione di bolle non ha dato una differenza statisticamente significativa. Non è emersa una prevalenza di “bolligeni” nell'uno o nell'altro profilo.

CONCLUSIONI

Alla luce di quanto sopra esposto, anche se sembrerebbe maggiore il numero di citochine i cui livelli diminuiscono con il profilo ratio deco, pur rendendoci conto dell'esiguità del campione da noi analizzato, non sono per ora emerse differenze significative tra i due profili scelti e quindi tra le due applicazioni V-planner e ratio deco. Non possiamo affermare, alla luce dei dati esposti, che la “ratio deco” configuri un profilo certamente più sicuro rispetto al V-Planner, che era la nostra ipotesi iniziale, ma, d’altra parte, non si può nemmeno affermare che sia meno valido.

CONCLUSIONI

NON SONO EMERSE DIFFERENZE STATISTICAMENTE SIGNIFICATIVE

TRA I DUE PROFILI IN STUDIO

LO STUDIO PILOTA HA AVUTO IL GRANDE MERITO DI AVERCI

PERMESSO DI METTERE A PUNTO LA METODICA

REUNION 2013 TRICONTINENTAL SCIENTIFIC MEETING ON DIVING AND HYPERBARIC MEDICINE

REUNION 2013

• Il metodo è stato presentato in un poster al Tricontinental Scientific Meeting On Diving And Hyperbaric Medicine a Settembre del 2013 sull’isola di Reunion nell’Oceano indiano, raccogliendo il consenso della comunità scientifica internazionale.

IL NUOVO STUDIO

CON IL PROTOCOLLO “DECOMPRESSION PROFILES” CI

PROPONIAMO DI COMPARARE ALCUNI PROFILI DECOMPRESSIVI BASATI

SULLA “TEORIA DELLA DOPPIA FASE” CON UN PROFILO “COMPARTIMENTALE”

PURO AL FINE DI CONFRONTARE LA VALIDITA’ DI QUESTE APPLICAZIONI.

IL NUOVO STUDIO

IN ULTIMA ANALISI QUINDI LO SCOPO FINALE E’ DI INIZIARE UNA VERIFICA SUL CAMPO, IN

MARE, DELLA TEORIA A DOPPIA FASE METTENDOLA A

CONFRONTO CON LA TEORIA COMPARTIMENTALE ORMAI

LARGAMENTE TESTATA

IL NUOVO STUDIO

• AD APRILE del 2012 ABBIAMO INIZIATO A TESTARE CON LE METODICHE SOPRA ESPOSTE DUE APPLICAZIONI DELLA TEORIA A “DOPPIA FASE” (Ratio Deco e Mnemonic Deco System di UTRtek) CON UN PROFILO DI RIFERIMENTO “COMPARTIMENTALE BUHLMANNIANO” PURO GENERATO CON IL PROGRAMMA “Z-PLAN”

STUDIO CITOCHINE

• Abbiamo effettuato un prelievo ematico su 30 volontari per individuare quali fossero realmente le citochine proinfiammatorie, le cui modificazioni in termini di concentrazione ematica, coinvolte nel fenomeno “immersione” e discriminarle così da quelle alterate da freddo e fatica muscolare

STUDIO CITOCHINE

• 20 sommozzatoria hanno effettuato una immersione ricreativa al limite di curva nelle acque del lago di Lecco

• 10 sommozzatori, equipaggiati, si sono limitati a nuotare in superficie nello stesso specchio d’acqua per il medesimo tempo

• A tutti sono stati eseguiti prelievi ematici pre e post immersione

I NUOTATORI

DECOMPRESSIONPROFILES

• 20 sommozzatori effettueranno un immersione a 50mt per un tempo di fondo di 25’ utilizzando come gas di fondo un Tx1 18/45 e come deco gas EAN 50 e Ox 100% seguendo un profilo compartimentale puro.

• 20 sommozzatori effettueranno un immersione a 50mt per un tempo di fondo di 25’ utilizzando come gas di fondo un Tx1 18/45 e come deco gas EAN 50 e Ox 100% seguendo un profilo decompressivo Ratio Deco

• 20 sommozzatori effettueranno un immersione a 50mt per un tempo di fondo di 25’ utilizzando come gas di fondo un Tx1 18/45 e come deco gas EAN 50 e Ox 100% seguendo un profilo Mnemonic Deco System UTRtek

DECOMPRESSIONPROFILES

• A tutti i volontari sarà effettuato un prelievo ematico pre e post immersione per la ricerca delle citochine infiammatorie

• Ecocardiografia trans toracica pre e post immersione per la ricerca di bolle

Secondo le metodiche esposte sopra e presentate al congresso internazinale a Reunion 2013

DECOMPRESSIONPROFILES

AL TERMINE DELLO STUDIO DOVREMMO ESSERE IN GRADO DI DIRE SE I SISTEMI MNEMONICI

TESTATI BASATI SULLA TEORIA DELLA DOPPIA FASE SIANO ALMENO ALTRETTANTO VALIDI SE

NON SUPERIORI AD UN CLASSICO PROFILO COMPARTIMENTALE SULLA BASE DELLA

LIBERAZIONE DI MEDIATORI PROINFIAMMATORI E SUI RILIEVI

ECOCARDIOGRAFICI

DECOMPRESSIONPROFILES

LUNGI DA NOI L’IDEA CHE QUESTO STUDIO POSSA GETTARE UNA LUCE DEFINITIVA SULLA VALIDITA’ DI UN

SISTEMA DECOMPRESSIVO RISPETTO AD UN ALTRO MA SIAMO CONVINTI CHE I RISULTATI APRIRANNO UN PROFICUO

DIBATTITO SCIENTIFICO.

IL FUTURO

DIAMO IL VIA A QUESTO STUDIO CON L’ABIZIOSA SPERANZA DI APRIRE UN FILONE DI RICERCA ATTO A TESTARE IN VIVO LA TEORIA “A DOPPIA FASE”, FINO AD ORA ANALIZZATA SOLO CON

SIMULAZIONI MATEMATICHE.

IL FUTURO

INTAPRENDIAMO QUESTA STRADA NELLA CONVINZIONE CHE DARE RISPOSTE, TESTATE IN MARE, SU APPLICAZIONI

VERSO LE QUALI SI STANNO INDIRIZZANDO, NEGLI ULTIMI ANNI, MOLTI SISTEMI DECOMPRESSIVI E

SOFTWARE SUBACQUEI, AUMENTERA’ LA SICUREZZA DELLE IMMERSIONI STESSE.

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

HANNO COLLABORATO ALLO STUDIO PILOTA:

SCUOLA SUPERIORE SANT’ANNA di PISA

ISTITUTO DI FISIOLOGIA CLINICA del CNR di PISA

CENTRO STUDI EXTREME

UNIVERSITA’ DI BOLOGNA

ISTITUTO IPERBARICO di RAVENNA

ISTITUTO IPERBARICO di ZINGONIA

Per l’organizzazione e la logistica

SCUOLA SUB 0-100

ARGENTARIO DIVERS di PORTO ERCOLE

UTRtek

UTD

GRAZIE…

Dr. Stefano Brambilla s.brambillautrtek@libero.it

cel. 3488828043