FISIOLOGÍA DE LA AVIACIÓN, EL ESPACIO Y LA INMERSIÓN A GRAN PROFUNDIDAD
fisiología
grupo 1
ACERO CAMILAGONZÁLEZ YERSON IZQUIERDO GENDELFAV VALERO CARLOS
ÍNDICE
1. Efectos de una presión de oxígeno baja sobre el organismo
2. Efecto de las fuerzas de aceleración sobre el organismo en la fisiología de la aviación y el espacio.
Fisiología del buceo en profundidad y otras
situaciones hiperbáricas
3. «Clima artificial» en las naves espaciales selladas herméticamente
4.Fisiología del buceo en profundidad y otras
situaciones hiperbáricas
Efectos de una presión de oxígeno baja sobre el organismo
PRESIONES BAROMÉTRICAS A DIFERENTES ALTURAS
las presiones barométricas y de oxígeno
aproximadas a diferentes alturas y muestra que al nivel del
mar la presión barométrica es de 760 mmHg, a 3.048 m es
de sólo 523 mmHg y a 15.240 m es de 87 mmHg.
Po2 alveolar a distintas alturas
El dióxido de carbono y el vapor de agua reducen el oxígeno alveolar. Incluso a alturas elevadas el dióxido de carbono se excreta continuamente desde la sangre pulmonar hacia los alvéolos. Además, el agua se evapora en el aire inspirado desde las superficies respiratorias. Estos dos gases diluyen el oxígeno de los alvéolos, reduciendo de esta manera la concentración de oxígeno.
+ Info
Texto/imagen IV
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing
Efectos agudos de la hipoxia
Saturación de la hemoglobina con oxígeno a diferentes alturas.
+ Info
+ Info
aclimatacion
Aclimatación natural de los nativos que viven a grandes alturas
aclimatacion celular
+ Info
+ Info
Mal de las alturas agudo y edema pulmonar
de las grandes alturas
Edema pulmonar agudo
Edema cerebral agudo
+ Info
+ Info
Vídeo explicativo
Efectos de las fuerzas de aceleración sobre el organismo en la fisiología de la aviación y el espacio
Fuerzas de aceleración afectan al cuerpo durante el vuelo. - Al comienzo del vuelo se produce aceleración lineal simple. - Al final del vuelo, desaceleración. - Y siempre que el vehículo gira, aceleración centrífuga.
Fuerzas de aceleración centrífugas
Cuando un avión efectúa un giro, la fuerza de la aceleración centrífuga viene determinada por la siguiente relación:
f=(mv^2)/r
f es la fuerza de la aceleración centrífuga m es la masa del objeto v es la velocidad del viaje r es el radio de curvatura del giro Aumenta la velocidad, la fuerza de la aceleración centrífuga aumenta en proporción al cuadrado de la velocidad .
Medición de la fuerza de la aceleración: «G»
Medición de la fuerza de la aceleración: «G»
Intensidad de esta fuerza es +1 G porque es igual a la fuerza de la gravedad.
Colgada cabeza abajo sujeta por el cinturón de seguridad, se aplica una G negativa a su cuerpo; si la fuerza con la que el cinturón la sujeta hacia abajo es igual al peso de su cuerpo, la fuerza negativa es –1 G.
Efectos de la fuerza de la aceleración centrífuga sobre el cuerpo (G positiva) Efectos sobre el sistema circulatorio y vértebras
El efecto más importante de la aceleración centrífuga se produce sobre el sistema circulatorio. Cuando un aviador está sometido a una G positiva, la sangre se desplaza hacia la parte más inferior del cuerpo. Así, si la fuerza de aceleración centrífuga es +5 G y la persona está de pie e inmóvil, la presión de las venas de los pies aumenta a 450 mmHg. Cuando está sentada, la presión se aproxima a 300 mmHg. Si es mayor la cantidad de sangre que se «estanca» de esta manera en la parte inferior del cuerpo menor será la cantidad de sangre disponible para el gasto cardíaco. El grado de aceleración positiva que puede tolerar una persona media en posición sentada antes de que se produzca una fractura vertebral es de aproximadamente 20 G.
Dato curioso
Por regla general, la gravedad terrícola es de 1G, lo que es igual al famoso 9.8 m/s². Si aceleráramos con esos números, haríamos el 0 a 100 km/h en 2.74”. El récord mundial de aceleración humana es de 46.2G, hecho por el militar estadounidense John Stapp, quien con un cohete experimentó esta aceleración. El cuerpo humano comienza a sentir el impacto. Incluso Stapp sufrió fracturas de costillas a los 35G.
G negativa
Los efectos de una G negativa sobre el cuerpo son menos llamativos de manera aguda, pero posiblemente más lesivos de manera permanente que los efectos de una G positiva. un aviador realiza rizos externos hasta fuerzas de aceleración negativas de –4 a –5 G pero pueden presentar una intensa hiperemia transitoria de la cabeza. De manera ocasional las fuerzas G negativas pueden ser tan grandes (–20 G, por ejemplo) y la centrifugación de la sangre hacia la cabeza puede ser también tan grande que la presión sanguínea cerebral alcance los 300 o 400 mmHg. Los vasos del interior del cráneo muestran menos tendencia a la rotura. En el caso de los ojos com estos no están protegidos con frecuencia presentan ceguera transitoria de «coloración roja».
hasta min 6:20
«Clima artificial» en las naves espaciales selladas herméticamente
Ya que en el espacio exterior no hay atmosfera, por eso en las naves espaciales se deben construir una atmosfera y clima artificial. Para esto se debe crear un sistema que mantenga el nivel de oxigeno alto y que el dióxido de carbono sea lo suficientemente bajo para evitar la asfixia.
En las primeras misiones espaciales se utilizaban capsulas con atmosfera artificial que contenían oxigeno puro a una presión de 260 mmHg, luego las misiones mas modernas empleaban gases casi iguales al aire en la tierra, estas contaban con cuatro veces más de nitrógeno que oxígeno y la presión total era de 760 mmHg.
Generador de oxígeno por electrólisis ruso Elektron en el módulo de servicio Zvezda de la ISS.
La presencia de nitrógeno en la mezcla (oxigeno y nitrógeno) en la atmosfera artificial reduce la probabilidad de incendio o explosión de la nave espacial. También evita la aparición de parches locales de atelectasia pulmonar que aparece con regularidad cuando se respira oxigeno puro, ya que el oxígeno se absorbe rápidamente cuando los bronquios pequeños se bloquean de manera transitoria por tapones musculosos.
Para las misiones espaciales que duran varios meses no es practico el llevar un suministro adecuado de oxígeno, por este motivo se han desarrollado varias propuestas para reciclar y reutilizar el oxígeno varias veces, haciendo así más fácil el transporte de una porción de oxigeno en ves de grandes cantidades que son difíciles de transportar. Algunos procesos de reciclado de oxigeno dependen de procedimientos físicos como lo es la electrolisis del agua para separar las moléculas y así liberar el oxígeno. Otros dependen de métodos biológicos, como la utilización de algas que debido a su alta taza de clorofila pueden generar oxígeno a partir de dióxido de carbono mediante la fotosíntesis.
Fisiología del buceo en profundidad y otras
situaciones hiperbáricas
Cuando los seres humanos
descienden debajo del mar, la
presión que les rodea aumenta
mucho. Para impedir que se
colapsen los pulmones se debe
aportar aire a una presión muy
elevada para mantenerlos insuflados. Esto expone la sangre de los pulmones a una presión
del gas alveolar extremadamente elevada, una situación que
se denomina hiperbarismo. Más allá de ciertos límites estas
presiones elevadas pueden producir grandes alteraciones de
la fisiología corporal y pueden ser mortales.
Efecto de la profundidad marina sobre el volumen de los gases: ley de Boyle.
Relación de la presión con la profundidad marina.
El volumen al que se comprime una cantidad dada de gas es
inversamente proporcional a la presión.
Una columna de agua marina de 10 m de altura ejerce la misma presión en su parte inferior que la presión de la atmósfera que hay encima del mar.
Demostracion :
Efecto de las presiones parciales elevadas de gases individuales sobre el organismo
Los gases individuales a los que está expuesto el buceador cuando respira aire son nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono; todos ellos pueden en ocasiones producir efectos fisiológicos significativos a presiones elevadas.
Narcosis por nitrógeno a presiones
de este gas elevadas
Aproximadamente cuatro quintos del aire son nitrógeno. A la presión del nivel del mar el nitrógeno no tiene ningún efecto significativo sobre la función del cuerpo, pero a presiones elevadas puede producir grados variables de narcosis. Cuando el buceador permanece debajo del mar durante 1 h o más y respira aire comprimido, la profundidad a la que aparecen los primeros síntomas de narcosis leve es de aproximadamente 36 m. A este nivel el buceador comienza a m ostrar jovialidad y a perder muchas de sus precauciones. A 45 a 60 mel buceador está somnoliento. A 60 a 75 m su fuerza disminuye considerablemente y con frecuencia está demasiado torpe para realizar el trabajo necesario.
Efecto de las presiones parciales elevadas de gases individuales sobre el organismo
Toxicidad por el oxígeno a presiones elevadas
Efecto de una Po2 muy elevada sobre el transporte de oxígeno por la sangre. Cuando la Po2 de la sangre aumenta por encima de 100 mmHg, la cantidad de oxígeno disuelto del agua de la sangre aumenta mucho.
En este punto la Po2 es de aproximadamente 1.200 mmHg,
lo que significa que el oxígeno se libera a los tejidos a esta
presión extremadamente elevada y no al valor normal de
40 mmHg. Así, una vez que la Po2 alveolar aumenta por encima
de un nivel crítico, el mecanismo am ortiguador hemoglobina-oxígeno (que se analiza en el capítulo 40) ya no puede
mantener la Po2 tisular en el intervalo normal y seguro de
entre 20 y 60 mmHg.
Intoxicación aguda por oxígeno. La Po, tisular muy
elevada que se produce cuando se respira oxígeno a una presión alveolar de oxígeno muy elevada puede ser perjudicial
para muchos tejidos corporales. por lo general se produciran convulsiones seguidas de
coma en la mayor parte de las personas en un plazo de 30 a
60min y es probable que sean mortales
en buceadores que están sumergidos debajo del mar. Otros síntomas que se encuentran en la intoxicación
aguda por oxígeno incluyen náuseas, calambres musculares,
mareo, trastornos de la visión, irritabilidad y desorientación.
Efecto de las presiones parciales elevadas de gases individuales sobre el organismo
Toxicidad por el dióxido de carbono a grandes profundidades en el mar
Si el equipo de buceo está diseñado y funciona adecuadamente,el buceador no tiene problemas debido a la toxicidad del dióxidode carbono porque la profundidad en sí misma no aumenta lapresión parcial de dióxido de carbono en los alvéolos.
En ciertos tipos de equipos de buceo, como la escafandra y algunos tipos de aparatos con reinhalación, se puede acumular dióxido de carbono en el espacio m uerto del aparato y lo puede reinhalar el buceador. Hasta una presión de dióxido de carbono (Pco2) alveolar de aproximadamente 80 mmHg, el doble de la que hay en los alvéolos normales
Enfermedad por descompresión
Si un buceador ha estado debajo del mar un tiempo suficiente para que se hayan disuelto grandes cantidades de nitrógeno en su cuerpo y el buceador vuelve súbitamente a la superficie del mar, pueden formarse cantidades significativas de burbujas de nitrógeno en los líquidos corporales dentro de las células o fuera de las mismas y pueden producir lesiones leves o graves en casi cualquier parte del cuerpo, dependiendo del número y el tamaño de burbujas que se hayan formado; esto se denomina enfermedad por descompresión.
Enfermedad por descompresión
Síntomas de la enfermedad por descompresión.
Los síntomas de la enfermedad por descompresión están producidos por el bloqueo por burbujas de gas de muchos vasos sanguíneos de diferentes tejidos. Al principio sólo se bloquean los vasos más pequeños por burbujas diminutas, pero a medida que las burbujas confluyen se afectan vasos progresivamente mayores. La consecuencia es la isquemia tisular y a veces la muerte. En la mayor parte de las personas que tienen enfermedad por descompresión, los síntomas son dolor en las articulaciones y los músculos de las piernas y de los brazos, que afectan al 85 al 90% de las personas que presentan enfermedad por descompresión. El dolor articular es responsable del término bends (del inglés «doblado») que con frecuencia se aplica a esta enfermedad.
16:04-20:48
FISIOLOGÍA DE LA AVIACIÓN, EL ESPACIO Y LA INMERSIÓN A GRAN PROFUNDIDA
LAURA MARIA CAMILA ACERO MONTAÑA
Created on May 20, 2021
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FISIOLOGÍA DE LA AVIACIÓN, EL ESPACIO Y LA INMERSIÓN A GRAN PROFUNDIDAD
fisiología
grupo 1
ACERO CAMILAGONZÁLEZ YERSON IZQUIERDO GENDELFAV VALERO CARLOS
ÍNDICE
1. Efectos de una presión de oxígeno baja sobre el organismo
2. Efecto de las fuerzas de aceleración sobre el organismo en la fisiología de la aviación y el espacio.
Fisiología del buceo en profundidad y otras situaciones hiperbáricas
3. «Clima artificial» en las naves espaciales selladas herméticamente
4.Fisiología del buceo en profundidad y otras situaciones hiperbáricas
Efectos de una presión de oxígeno baja sobre el organismo
PRESIONES BAROMÉTRICAS A DIFERENTES ALTURAS
las presiones barométricas y de oxígeno aproximadas a diferentes alturas y muestra que al nivel del mar la presión barométrica es de 760 mmHg, a 3.048 m es de sólo 523 mmHg y a 15.240 m es de 87 mmHg.
Po2 alveolar a distintas alturas
El dióxido de carbono y el vapor de agua reducen el oxígeno alveolar. Incluso a alturas elevadas el dióxido de carbono se excreta continuamente desde la sangre pulmonar hacia los alvéolos. Además, el agua se evapora en el aire inspirado desde las superficies respiratorias. Estos dos gases diluyen el oxígeno de los alvéolos, reduciendo de esta manera la concentración de oxígeno.
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Saturación de la hemoglobina con oxígeno a diferentes alturas.
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aclimatacion celular
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Mal de las alturas agudo y edema pulmonar de las grandes alturas
Edema pulmonar agudo
Edema cerebral agudo
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Efectos de las fuerzas de aceleración sobre el organismo en la fisiología de la aviación y el espacio
Fuerzas de aceleración afectan al cuerpo durante el vuelo. - Al comienzo del vuelo se produce aceleración lineal simple. - Al final del vuelo, desaceleración. - Y siempre que el vehículo gira, aceleración centrífuga.
Fuerzas de aceleración centrífugas
Cuando un avión efectúa un giro, la fuerza de la aceleración centrífuga viene determinada por la siguiente relación: f=(mv^2)/r f es la fuerza de la aceleración centrífuga m es la masa del objeto v es la velocidad del viaje r es el radio de curvatura del giro Aumenta la velocidad, la fuerza de la aceleración centrífuga aumenta en proporción al cuadrado de la velocidad .
Medición de la fuerza de la aceleración: «G»
Medición de la fuerza de la aceleración: «G»
Intensidad de esta fuerza es +1 G porque es igual a la fuerza de la gravedad. Colgada cabeza abajo sujeta por el cinturón de seguridad, se aplica una G negativa a su cuerpo; si la fuerza con la que el cinturón la sujeta hacia abajo es igual al peso de su cuerpo, la fuerza negativa es –1 G.
Efectos de la fuerza de la aceleración centrífuga sobre el cuerpo (G positiva) Efectos sobre el sistema circulatorio y vértebras
El efecto más importante de la aceleración centrífuga se produce sobre el sistema circulatorio. Cuando un aviador está sometido a una G positiva, la sangre se desplaza hacia la parte más inferior del cuerpo. Así, si la fuerza de aceleración centrífuga es +5 G y la persona está de pie e inmóvil, la presión de las venas de los pies aumenta a 450 mmHg. Cuando está sentada, la presión se aproxima a 300 mmHg. Si es mayor la cantidad de sangre que se «estanca» de esta manera en la parte inferior del cuerpo menor será la cantidad de sangre disponible para el gasto cardíaco. El grado de aceleración positiva que puede tolerar una persona media en posición sentada antes de que se produzca una fractura vertebral es de aproximadamente 20 G.
Dato curioso
Por regla general, la gravedad terrícola es de 1G, lo que es igual al famoso 9.8 m/s². Si aceleráramos con esos números, haríamos el 0 a 100 km/h en 2.74”. El récord mundial de aceleración humana es de 46.2G, hecho por el militar estadounidense John Stapp, quien con un cohete experimentó esta aceleración. El cuerpo humano comienza a sentir el impacto. Incluso Stapp sufrió fracturas de costillas a los 35G.
G negativa
Los efectos de una G negativa sobre el cuerpo son menos llamativos de manera aguda, pero posiblemente más lesivos de manera permanente que los efectos de una G positiva. un aviador realiza rizos externos hasta fuerzas de aceleración negativas de –4 a –5 G pero pueden presentar una intensa hiperemia transitoria de la cabeza. De manera ocasional las fuerzas G negativas pueden ser tan grandes (–20 G, por ejemplo) y la centrifugación de la sangre hacia la cabeza puede ser también tan grande que la presión sanguínea cerebral alcance los 300 o 400 mmHg. Los vasos del interior del cráneo muestran menos tendencia a la rotura. En el caso de los ojos com estos no están protegidos con frecuencia presentan ceguera transitoria de «coloración roja».
hasta min 6:20
«Clima artificial» en las naves espaciales selladas herméticamente
Ya que en el espacio exterior no hay atmosfera, por eso en las naves espaciales se deben construir una atmosfera y clima artificial. Para esto se debe crear un sistema que mantenga el nivel de oxigeno alto y que el dióxido de carbono sea lo suficientemente bajo para evitar la asfixia.
En las primeras misiones espaciales se utilizaban capsulas con atmosfera artificial que contenían oxigeno puro a una presión de 260 mmHg, luego las misiones mas modernas empleaban gases casi iguales al aire en la tierra, estas contaban con cuatro veces más de nitrógeno que oxígeno y la presión total era de 760 mmHg.
Generador de oxígeno por electrólisis ruso Elektron en el módulo de servicio Zvezda de la ISS.
La presencia de nitrógeno en la mezcla (oxigeno y nitrógeno) en la atmosfera artificial reduce la probabilidad de incendio o explosión de la nave espacial. También evita la aparición de parches locales de atelectasia pulmonar que aparece con regularidad cuando se respira oxigeno puro, ya que el oxígeno se absorbe rápidamente cuando los bronquios pequeños se bloquean de manera transitoria por tapones musculosos.
Para las misiones espaciales que duran varios meses no es practico el llevar un suministro adecuado de oxígeno, por este motivo se han desarrollado varias propuestas para reciclar y reutilizar el oxígeno varias veces, haciendo así más fácil el transporte de una porción de oxigeno en ves de grandes cantidades que son difíciles de transportar. Algunos procesos de reciclado de oxigeno dependen de procedimientos físicos como lo es la electrolisis del agua para separar las moléculas y así liberar el oxígeno. Otros dependen de métodos biológicos, como la utilización de algas que debido a su alta taza de clorofila pueden generar oxígeno a partir de dióxido de carbono mediante la fotosíntesis.
Fisiología del buceo en profundidad y otras situaciones hiperbáricas
Cuando los seres humanos descienden debajo del mar, la presión que les rodea aumenta mucho. Para impedir que se colapsen los pulmones se debe aportar aire a una presión muy elevada para mantenerlos insuflados. Esto expone la sangre de los pulmones a una presión del gas alveolar extremadamente elevada, una situación que se denomina hiperbarismo. Más allá de ciertos límites estas presiones elevadas pueden producir grandes alteraciones de la fisiología corporal y pueden ser mortales.
Efecto de la profundidad marina sobre el volumen de los gases: ley de Boyle.
Relación de la presión con la profundidad marina.
El volumen al que se comprime una cantidad dada de gas es inversamente proporcional a la presión.
Una columna de agua marina de 10 m de altura ejerce la misma presión en su parte inferior que la presión de la atmósfera que hay encima del mar.
Demostracion :
Efecto de las presiones parciales elevadas de gases individuales sobre el organismo
Los gases individuales a los que está expuesto el buceador cuando respira aire son nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono; todos ellos pueden en ocasiones producir efectos fisiológicos significativos a presiones elevadas.
Narcosis por nitrógeno a presiones de este gas elevadas
Aproximadamente cuatro quintos del aire son nitrógeno. A la presión del nivel del mar el nitrógeno no tiene ningún efecto significativo sobre la función del cuerpo, pero a presiones elevadas puede producir grados variables de narcosis. Cuando el buceador permanece debajo del mar durante 1 h o más y respira aire comprimido, la profundidad a la que aparecen los primeros síntomas de narcosis leve es de aproximadamente 36 m. A este nivel el buceador comienza a m ostrar jovialidad y a perder muchas de sus precauciones. A 45 a 60 mel buceador está somnoliento. A 60 a 75 m su fuerza disminuye considerablemente y con frecuencia está demasiado torpe para realizar el trabajo necesario.
Efecto de las presiones parciales elevadas de gases individuales sobre el organismo
Toxicidad por el oxígeno a presiones elevadas
Efecto de una Po2 muy elevada sobre el transporte de oxígeno por la sangre. Cuando la Po2 de la sangre aumenta por encima de 100 mmHg, la cantidad de oxígeno disuelto del agua de la sangre aumenta mucho.
En este punto la Po2 es de aproximadamente 1.200 mmHg, lo que significa que el oxígeno se libera a los tejidos a esta presión extremadamente elevada y no al valor normal de 40 mmHg. Así, una vez que la Po2 alveolar aumenta por encima de un nivel crítico, el mecanismo am ortiguador hemoglobina-oxígeno (que se analiza en el capítulo 40) ya no puede mantener la Po2 tisular en el intervalo normal y seguro de entre 20 y 60 mmHg.
Intoxicación aguda por oxígeno. La Po, tisular muy elevada que se produce cuando se respira oxígeno a una presión alveolar de oxígeno muy elevada puede ser perjudicial para muchos tejidos corporales. por lo general se produciran convulsiones seguidas de coma en la mayor parte de las personas en un plazo de 30 a 60min y es probable que sean mortales en buceadores que están sumergidos debajo del mar. Otros síntomas que se encuentran en la intoxicación aguda por oxígeno incluyen náuseas, calambres musculares, mareo, trastornos de la visión, irritabilidad y desorientación.
Efecto de las presiones parciales elevadas de gases individuales sobre el organismo
Toxicidad por el dióxido de carbono a grandes profundidades en el mar
Si el equipo de buceo está diseñado y funciona adecuadamente,el buceador no tiene problemas debido a la toxicidad del dióxidode carbono porque la profundidad en sí misma no aumenta lapresión parcial de dióxido de carbono en los alvéolos.
En ciertos tipos de equipos de buceo, como la escafandra y algunos tipos de aparatos con reinhalación, se puede acumular dióxido de carbono en el espacio m uerto del aparato y lo puede reinhalar el buceador. Hasta una presión de dióxido de carbono (Pco2) alveolar de aproximadamente 80 mmHg, el doble de la que hay en los alvéolos normales
Enfermedad por descompresión
Si un buceador ha estado debajo del mar un tiempo suficiente para que se hayan disuelto grandes cantidades de nitrógeno en su cuerpo y el buceador vuelve súbitamente a la superficie del mar, pueden formarse cantidades significativas de burbujas de nitrógeno en los líquidos corporales dentro de las células o fuera de las mismas y pueden producir lesiones leves o graves en casi cualquier parte del cuerpo, dependiendo del número y el tamaño de burbujas que se hayan formado; esto se denomina enfermedad por descompresión.
Enfermedad por descompresión
Síntomas de la enfermedad por descompresión.
Los síntomas de la enfermedad por descompresión están producidos por el bloqueo por burbujas de gas de muchos vasos sanguíneos de diferentes tejidos. Al principio sólo se bloquean los vasos más pequeños por burbujas diminutas, pero a medida que las burbujas confluyen se afectan vasos progresivamente mayores. La consecuencia es la isquemia tisular y a veces la muerte. En la mayor parte de las personas que tienen enfermedad por descompresión, los síntomas son dolor en las articulaciones y los músculos de las piernas y de los brazos, que afectan al 85 al 90% de las personas que presentan enfermedad por descompresión. El dolor articular es responsable del término bends (del inglés «doblado») que con frecuencia se aplica a esta enfermedad.
16:04-20:48