testo di Davis et al., da Diving Medicine, 3a edizione, 1997

In un esperimento effettuato da ricercatori della Duke University e tenuto presso la U.S. Navy Experimental Diving Unit di Washington D.C., alcuni subacquei saturati in atmosfera di eliox normossico a 7 ATA, iniziavano a respirare una miscela di azoto ossigeno normossica. Dopo pochi minuti iniziavano ad accusare prurito e sviluppavano irritazioni cutanee simili a quelle provocate da “skin bends”. Questo fenomeno fu, inizialmente, attribuito ad osmosi del gas.
In un successivo esperimento, presso la University of Pennsylvania, venivano notate lesioni cutanee, contenenti gas, su alcuni subacquei esposti ad una pressione di 37 ATA mentre respiravano una miscela contenente il 70% di neon ed erano saturati in atmosfera di elio-ossigeno. Quando i subacquei venivano vestiti con mute a tenuta stagna e isolati con il medesimo gas che veniva respirato, queste lesioni cutanee non si formavano, così come, neppure, quando la loro pelle veniva coperta con pellicola avvolgente in carta stagnola per evitare il contatto con l’elio esterno.

Il Dr. Graves e colleghi riportarono ulteriori osservazioni su questo fenomeno ed ipotizzarono che le cinetiche della diffusione fossero responsabili degli effetti sulla pelle, coniando l’ora universalmente accettato termine di controdiffusione. Questo fenomeno si verifica con due gas che hanno differenti coefficienti di diffusione e solubilità; il gas che si diffonde più rapidamente e tende ad entrare nei tessuti, mentre il più lento a diffondersi (o più solubile), non esce altrettanto rapidamente con il risultato di una sovrasaturazione locale. Questa “controdiffusione superficiale di gas inerte” si basa sulla diffusione del gas attraverso la pelle e si verifica quando un soggetto compresso e immerso, o esposto a un gas più leggero che si muove più rapidamente, respira un gas più pesante e a diffusione più lenta. Questo causa lesioni della pelle e la possibilità di lesioni vestibolari - una simile controdiffusione sembra verificarsi anche nell’orecchio interno, ma questo non è stato dimostrato sperimentalmente. Un altro tipo di controdiffusione, la controdiffusione profonda tissutale, si verifica in tessuti che possono non essere esposti al gas esterno e dipendono dalla perfusione del tessuto per portare e rimuovere il gas inerte. Questa può risultare a causa di un cambio da un gas più pesante ad uno più solubile o più leggero.

I cambi di gas che tipicamente causano supersaturazione, tale da comportare la formazione di fasi gassose, mentre il subacqueo è ancora esposto alla pressione sono: da aria a elio, da idrogeno a elio; e, nelle cavie animali, ad 1 atm, da nitrossido di azoto a elio. Il soggetto deve essere caricato dal gas più pesante; questo può portare ad una condizione che è essenzialmente la stessa della malattia da decompressione clinica (MDD).
L’esperimento Hydra V della Comex, ha evidenziato che le proprietà narcotiche dell’idrogeno contrasterebbero l’insorgere di gran parte dei sintomi di HPNS nel corso della compressione a 46 bar. Durante la decompressione dall’idreliox (un trimix di O_², He, e 55% di idrogeno), i subacquei passavano alla respirazione di gas a base di elio e immediatamente sviluppavano bolle Doppler e “niggles” e dovevano quindi essere ricompressi. La successiva decompressione veniva effettuata con cambi più graduali di gas per consentire la compensazione, prevenendo così questo problema.
Nelle operazioni d’immersione, i cambi di gas, sospetti di poter causare un problema di controdiffusione, devono essere accompagnati da un piccolo aumento di pressione per evitare la sovrasaturazione. Lo stesso accorgimento è consigliabile nei trattamenti di lesioni causate dai gas; nel trattamento di un subacqueo che è immerso in un’atmosfera a base d’azoto, quando s’immette elio è necessario compensare per evitare la controdiffusione aumentando contemporaneamente la pressione. Malgrado questi risultati ormai ben chiari e stabiliti, molti subacquei esperti continuano a temere del fatto che ogni cambio di gas possa causare disturbi da decompressione.