Medizin Diverses
Die Atemphase des
Menschen
Überschreiten der
Freitauchgrenzen
Flachwasser - Bewusstlosigkeit
Schwimmbad - Blackout
Lunge und Atmung
Hyperventilation
Der Tauchreflex
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Allgemein:
Unter Tauchen versteht man üblicherweise
das völlige Eintauchen des menschlichen Körpers in Wasser mit einem zeitlich
befristeten Aufenthalt unter der Wasseroberfläche.
Für diese Umgebungsbedingungen ist der
Mensch primär nicht geschaffen. Dennoch gehört das Tauchen für eine Reihe
von Menschen zum beruflichen Alltag, wird aber auch von vielen Menschen als
Freizeitbeschäftigung und Sport betrieben. Die Betreuung der professionellen
Taucher und der Freizeittaucher ist das Feld der Tauchmedizin.
Basis der Tauchmedizin ist das Wissen um
die physiologischen und pathophysiologischen Grundlagen des Aufenthaltes
unter Wasser. Aufgaben der Tauchmedizin bestehen darin, diese Kenntnisse bei
der Untersuchung und Beratung von Tauchern anzuwenden und diese über die
besonderen Risiken eines Aufenthaltes unter Wasser zu beraten. Zur
Tauchmedizin gehört aber auch die Untersuchung und Behandlung von
Erkrankungen, die im Zusammenhang mit dem Tauchen auftreten können.
Die Charakterisierung der Tauchmedizin
als ein Bereich, der sich mit dem Aufenthalt des Menschen in einer für ihn
nicht primär geeigneten Umgebung beschäftigt, lässt die Parallelen zur
Weltraummedizin, zur Flugmedizin und Höhenmedizin erkennen. Auf Grund der
besonderen Umgebungsbedingungen erwachsen besondere Risiken und daraus für
den untersuchenden und beratenden Arzt eine besondere Verantwortung.
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Die Atemphase des Menschen:
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Überschreiten der Freitauchgrenze:
Abhängig von der Vitalkapazität hat jeder Taucher eine individuelle
Tiefengrenze, die je nach Alter, Lebensgewohnheiten, Trainingszustand und
vorausgegangenen Erkrankungen unterschiedlich groß sein kann. Interessant
ist vor allem auch das sie sich innerhalb eines Jahres erheblich verändern
kann.
Vereinfacht unterteilt sich die Totalkapazität der Lunge in Vitalkapazität
und dem Residualvolumen. Im folgenden wird von einem durchschnittlichen
trainierten Taucher mit einer Vitalkapazität von 4,5 l ausgegangen, ihm
steht bei maximaler Inspiration ein Gesamtvolumen von 6 l Luft in der Lunge
zur Verfügung. Da die Lunge durch das bewegliche Zwerchfell und die
elastische Brustkorbwandung dem Umgebungsdruck gut angepasst werden kann,
tritt eine Überdruckschädigung beim Schnorcheln hier erst unter sehr viel
höherer Druckbelastung auf, als es etwa in den Nebenhöhlen der Fall wäre.
Die Grenze lässt sich bei einem Taucher mit 6 l Totalkapazität
folgendermaßen ermitteln:
Wasseroberfläche = 1 bar = 6 l
10 m Tiefe = 2 bar absolut = 3 l
20 m Tiefe = 3 bar absolut = 2 l
30 m Tiefe = 4 bar absolut = 1,5 l
In 30 m Tiefe ist das Lungenvolumen von 6 l auf 1,5 l komprimiert. Das
heißt, das Lungenvolumen ist auf das Residualvolumen zusammengedrückt, die
Tieftauchgrenze ist rechnerisch erreicht.
Sie wird aber noch durch eine Vielzahl anderer Faktoren negativ
beeinflusst.
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Flachwasser - Bewusstlosigkeit:
Beim Tieftauchen hat der Apnoetaucher einen erhöhten Sauerstoffpartialdruck
in der Lunge. Dies führt gegenüber Atemanhalten an der Wasseroberfläche zu
einer besseren Ausnutzung des in der Lunge vorhandenen Sauerstoffs. Es kann
also (theoretisch) in größerer Wassertiefe länger die Luft angehalten
werden.
Durch den beim Auftauchen sinkenden Umgebungsdruck kommt es auch zu einem
Absinken des Sauerstoffpartialdrucks in der Lunge, sodass jetzt kein
Sauerstoff mehr in den Blutkreislauf aufgenommen wird. Im Extremfall kann es
sogar zu einer Rückdiffusion von Sauerstoff in die Lungenalveolen kommen.
Taucht ein Apnoetaucher also aus größerer Tiefe zur Wasseroberfläche auf, so
kann es aufgrund des rasch abfallenden O2- Spiegels zu einer
Bewusstlosigkeit in Folge akuten Sauerstoffmangels im zentralen Nervensystem
kommen. Das größte Risiko stellen im Normalfall die letzten 10 m dar.
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Schwimmbad-Blackout:
Dieser Begriff rührt daher, dass gerade im Schwimmbad nach Hyperventilation
häufig Streckentauchversuche gemacht wurden, in denen es aufgrund der in dem
Artikel über Hyperventilation beschriebenen Mechanismus zur Bewusstlosigkeit
gekommen ist.
Da unser Körper kein ausreichendes Warnsystem für Sauerstoffmangel hat, kann
der Taucher nach Hyperventilation die Luft länger anhalten. Kurz bevor es
aufgrund der Sauerstoffmangelversorgung des Gehirns zur Bewusstlosigkeit
kommt, fällt dadurch das Sehen aus (Blackout), unmittelbar danach tritt
allerdings auch die Bewusstlosigkeit ein. Bei entsprechendem Ehrgeiz
(Zeittauchwettkampf) ist es allerdings auch möglich, dass ohne vorherige
Hyperventilation die Luft so lange angehalten wird bis eine Bewusstlosigkeit
eintritt. Daher ist es wichtig, im Training solche Übungen zu begrenzen oder
entsprechend zu beaufsichtigen.
Dieser Bericht ist von der Website
Freitauchen.de
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Lunge und Atmung
In Ruhe und bei normaler Atmung beansprucht ein Mensch nur einen geringen
Teil seines Ventilationsvermögens. Das Atemzugvolumen beträgt in Ruhe etwa
500ml, geatmet wird ca. 12 mal in der Minute. Die Vitalkapazität (bei
maximaler Ein- und Ausatmung) ist von Alter, Geschlecht, Konstitution,
Grösse und Gewicht des Einzelnen abhängig. Auch nach voller Ausatmung
verbleibt ein Restanteil Luft in der Lunge, die sogenannte Residualluft
(Residualvolumen, ca. 1,2 l). Vitalkapazität und Residualvolumen ergeben
zusammen die Totalkapazität. Das Residualvolumen beträgt rund 19% der
Vitalkapazität. Es spielt für die erreichbare Tiefe beim Apnoetauchen eine
Rolle. (siehe auch Lungen-Barotrauma im Kapitel Risiken)
Fig.1 zeigt das Verhältnis der einzelnen
Lungenvolumina zueinander. Die Vitalkapazität ergibt sich dabei aus der
Summe von Reservevolumen nach tiefer Ausatmung + Reservevolumen nach tiefer
Einatmung + Atemzugvolumen in Ruhe. Sie stellt die maximal mit einem Atemzug
austauschbare Luft dar. Die Totalkapazität ist die Summe von Vitalkapazität
+ Residualvolumen.
Fig. 1
Das Verhältnis vom Residualvolumen zu
Totalkapazität stellt ein Mass für die theoretisch maximal erreichbare Tiefe
dar (siehe auch Bloodshift).
Beispiel:
Residualvolumen 1,5 l
Vitalkapazität 5,5 l
Totalkapazität 7l
Bei einer Tiefe von 36,6 m (entsprechend
einem Druck von 4,6 bar) wäre das Totalvolumen von 7l durch den Aussendruck
auf das Residualvolumen von 1,5 l komprimiert. Bei noch grösserer Tiefe käme
es zu einem Unterdruck in der Lunge und somit zu einem Lungenbarotrauma mit
Lungenödem (siehe auch Bloodshift).
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Hyperventilieren
Hyperventilation ist das verstärkte
teilweise schnelle Ein- und Ausatmen.
Durch Hyperventilieren kann die Dauer der Apnoe an der Oberfläche um bis zu
60%, beim Streckentauchen um bis zu 40% ausgedehnt werden. Beim gesunden
Menschen ist das Hämoglobin im arteriellen Blut jedoch schon zu 97% mit
Sauerstoff gesättigt. Hyperventilation führt daher kaum zu einer erhöhten
Anreicherung von Sauerstoff im Blut, sondern hauptsächlich zur Hypokapnie
(herabgesetzter Kohlendioxidspannung im Blut). Dies kann gegebenenfalls
bedeuten, dass der durch die Kohlendioxidkonzentration gesteuerte Atemreflex
zu spät einsetzt und eine plötzliche Bewusstlosigkeit aufgrund
Sauerstoffmangels auftritt. (siehe auch Schwimmbadblackout im Abschnitt
Risiken). Vor unkontrollierter Hyperventilation bei Tauchgängen muss daher
eindringlichst gewarnt werden.
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Der Tauchreflex
Dieser Reflex, der eine Verlangsamung der
Herztätigkeit um 6-15 % auslöst wurde zuerst 1870 von Paul Bert
bei Enten entdeckt, Irving wies ihn 1941
auch beim Menschen nach. Die Bradycardie (langsamer Herzschlag) setzt beim
Eintauchen des Gesichts in das Wasser ein. Gleichzeitig kommt es zu einer
Verminderung der Durchblutung in beiden Unterarmen. Je tiefer die
Temperatur, desto ausgeprägter ist der Reflex. Die Rezeptoren liegen dabei
vorwiegend im Mund- und Nasenbereich. Auch die Apnoe an sich bewirkt eine
Herabsetzung der Herzfrequenz. Bei dieser Art der Bradycardie erfolgt die
Auslösung über Dehnungsrezeptoren in der Thoraxmuskulatur. Beide Effekte,
die aus der stammesgeschichtlichen Entwicklung des Menschen herrühren,
werden auch bei allen tauchenden Tieren beobachtet.
Vielen Dank auch noch an
Stefan Gerlach, der mir viele Informationen zur Verfügung gestellt hat!!!
Seine Homepage:
hier klicken
* mit freundlicher
Genehmigung von Dr. Claus-Martin Muth (GTÜM, Ausschuss Tauchmedizin) und
DLRG Westfalen,
http://www.dlrg.de/Gliederung/Westfalen/
