Blau-Sättigung Entsättigung

In Physik und Chemie meint der Dampfdruck den Partialdruck eines Gases (Mehrkomponentensystem), das im thermodynamischen Gleichgewicht mit seiner flüssigen oder festen Phase steht, er lässt sich über das Raoultsche Gesetz berechnen. Im Einkomponentensystem wird dieser Druck als Gleichgewichtsdruck bezeichnet.

In einem offenen Topf siedet erhitztes Wasser dann, wenn sein Dampfdruck den Luftdruck der Umgebung übersteigt. Die Siedetemperatur des Wassers ist also vom Luftdruck abhängig und nimmt mit zunehmender Höhe ab, da der natürliche Luftdruck der Erde mit zunehmender Entfernung vom Meeresspiegel kleiner wird. In 2000 m Höhe siedet Wasser bei 93 °C, in 8000 m Höhe bereits bei 74 °C.

Bei einem offenen Foramen ovale (PFO) handelt es sich um eine kleine Verbindung zwischen rechten und linken Vorhof im Herzen, die sich nach der Geburt nicht vollständig verschlossen hat.

Beim Tauchen kommen diese Kurzschlussverbindungen jedoch eine besondere Rolle zu, da bei den meisten Tauchgängen Mikrobläschen in der Dekompressionsphase und nach dem Tauchgang entstehen. Diese werden im venösen System in Richtung Lunge transportiert und dort abgeatmet und führen zunächst einmal zu keinen Problemen. Liegt jedoch ein PFO vor, können diese Bläschen arterialisiert werden, d.h. sie geraten auf die arterielle Seite der Blutstrombahn. Dort können sie wesentlich mehr Schaden anrichten, zum Beispiel wenn Sie ins Gehirn oder das Innenohr gelangen. Man weiß heute, dass vor allem Dekompressionsunfälle mit neurologischer oder Innenohr Symptomatik überdurchschnittlich häufig mit einem PFO assoziiert sind.

Bei einer Erhöhung des Lungenwiderstandes oder bei Pressatmung mit einer Druckerhöhung im Brustraum kann jedoch der Druck im rechten Vorhof den im linken Vorhof überschreiten. Dies führt dann zum Übertritt von N2-reichem und blasenreichem Blut unter Umgehung des Lungenkreislaufs direkt in den linken Vorhof.

Der Ductus arteriosus apertus ist ein Kurzschluss zwischen der Lungenarterie und der Aorta aus der

Fötalzeit. Dieser Kurzschluss ermöglicht dem Blut das Umfliessen der Lunge. Nach der Geburt steigt

der Blutdruck im arteriellen Kreislauf an, dadurch strömt das Blut durch die Lunge. Dieser Kurzschluss

verwächst mit der Zeit. Es ist jedoch möglich, dass der Kurzschluss nicht ganz verwächst und somit

immer ein wenig Blut von der Aorta in die Lungenarterie fliesst, da der arterielle Druck höher als der

venöse ist. Durch Druckausgleich, Pressatmung u.s.w ist es möglich, dass der venöse Druck gegenüber

dem arteriellen überwiegt und dadurch Blut von der Lungenarterie direkt in die Aorta fliessen

kann. Mikrogasblasen können so, ohne in der Lunge herausgefiltert zu werden, in den arteriellen

Kreislauf gelangen.

 Ist die Zeit, in welcher ein Gewebe zur Hälfte der vorangegangenen Differenz aus inspiratorischem Stickstoffpartialdruck und Stickstoffgewebedruck gesättigt ist (also abhängig vom Ungebungsdruck und damit der Tauchtiefe)

Der Auf- bzw. Entsättigungsvorgang verläuft exponential, d.h. zu

Beginn sehr schnell und dann zunehmend langsamer.

Die Zeit, in welcher ein Gewebe zur Hälfte der vorangegangenen

Differenz aus inspiratorischem Stickstoffpartialdruck und

Stickstoffgewebedruck gesättigt ist, bezeichnen wir als

Halbwertszeit oder als Periode.

Nach 6 Halbwertszeiten wird ein Gewebe als gesättigt betrachtet.

Die Übersättigungstoleranz der Gewebe ist das Mass für

die Druckentlastung, welches ein Gewebe erträgt, ohne

dass es Gasblasen bildet.

Wie gezeigt wurde, ist die Aufnahme der Inertgase in die Körpergewebe ein Ergebnis der Tatsache, dass der Umgebungsdruck unter dem das Gas durch Atmung in den Körper aufgenommen wird, gestiegen ist. Wird nun beim Tauchen der Umgebungsdruck vermindert, weil aufgetaucht wird, tritt der umgekeherte Vorgang auf: Das unter höherem Druck im Gewebe gelöste Gas will dieses wieder verlassen. Beim Auftauchen kann das Inertgas den Körper jedoch nicht unbegrenzt schnell verlassen, da die Abtransportrate aus den Geweben über das Blut begrenzt ist. Ab diesem Zeitpunkt entsteht in den Geweben eine zeitweilige sog. Übersättigung mit Inertgas, d. h. der Gasdruck im Gewebe ist im Vergleich zum Umgebungsdruck hinreichend groß, so dass das Gas im Gewebe nicht mehr in Lösung gehalten werden kann.      

Schnelle Gewebe mit kurzen Halbwertszeiten (z. B. Gehirn, Rückenmark, Nerven, Blut)  

• Sie sättigen Inertgas schneller auf.
• Sie geben Inertgas schnell wieder ab
• Sind besonders für kurze tiefe Tauchgänge relevant
• Sie haben beim Entsättigen, also der Inertgasabgabe beim Auftauchen, höhere Toleranzen gegen eine Übersättigung.

Langsame Gewebe mit mittleren Halbwertszeiten (Muskeln, Haut) und langen Halbwertszeiten (Knochen, Knorpel)

• Langsame Stickstoffaufnahme und -abgabe
• Besonders relevant bei langen flachen Tauchgängen und häufigen Wiederholungs-Tauchgängen in kurzer Zeit (sog. „Non-limit-Tauchen“)
• Niedrige Toleranz gegen zu schnelle Druckentlastung beim Auftauchen

Mikrogasblasen im arteriellen Blut entstehen bei zu schnellem Aufsteigen (arterielle Gasembolie).

Diese Gasblasen können gefährlich werden, da sie auf direktem Weg ins Zentralnervensystem

gelangen können.

· Tauchgänge vorausplanen!

Überraschungen vermeiden (gilt auch mit Tauchcomputer!)

· Aufstiegsgeschwindigkeit einhalten!

Verhindert die arterielle Gasembolie, Lungenrissrisiko viel kleiner!

· Grösste Tiefe zu Beginn des Tauchganges!

Schnelle Gewebe nicht noch am Schluss des Tauchganges stark aufsättigen!

· Non-Limit- Tauchen mit Mass!

Dekompressionsrisiko für Repetivtauchgänge reduzieren. Max. 2-3 Tauchgänge pro Tag und

einen tauchfreien Tag pro Woche einschalten.

· Repetivtauchgänge kürzer planen als Ersttauchgänge!

Der Körper kühlt schneller aus!

· Oberflächenintervall mindestens 3-4 Stunden!

Dem Körper genügend Zeit zur Entsättigung und Erholung geben! Gasblasen in der Lunge

abbauen, Blasenkeime reduzieren.

· Bei Erkältungen nicht tauchen!

Erkältungen begünstigen Barotraumen und Lungenrisse! Beim Husten steigt die Gefahr eines

Rechts-Links Shunts durch anatomische Defekte wie das PFO.

· Anstrengung in der Tiefe vermeiden!

Die Muskulatur sättigt sich bei Leistung wesentlich schneller!

· Oberfläche ohne Unterkühlung erreichen!

Unterkühlte Haut entsättigt langsamer. Im Winter früher auftauchen als im Sommer!

· Kein Jojo-Tauchen!

Mehrere Aufstiege produzieren mehr Mikrogasblasen und erhöhen das Lungenrissrisiko!

· Aufstiegsgeschwindigkeit in der Nähe der Oberfläche reduzieren!

Mikrogasblasen entstehen in Oberflächennähe! Ein Sicherheitshalt in der Nähe der Oberfläche

reduziert die Blasenentstehung nach dem Tauchgang.

· Druckstellen durch Ausrüstung vermeiden!

Druckstellen können die Durchblutung und damit die Entsättigung örtlich behindern!

· Niveaugerechtes Tauchen reduziert generell das Risiko!

- Tiefen beschränken auf zirka 25m und nicht knapp bis zum Ende

der Nullzeit tauchen.

- Unbedingt grössere Tiefen zu Beginn des Tauchgangs machen.

- Kein wiederholtes Auftauchen in den 10m-Bereich.

- Aufstiegsgeschwindigkeit in den oberen 15m auf 5m/Min

reduzieren.

- Immer Sicherheitshalt zwischen 3-5m, mindestens 5-10/Min.

- Mindestens 4 Std. Oberflächenintervall bis zum nächsten

Tauchgang.

- Maximal zwei Tauchgänge pro Tag.

- 2 Stunden Wartezeit bei geplantem Wechsel in eine grössere

Höhe über Meer.

- Keine körperliche Anstrengungen in den letzten 15m des

Aufstiegs und in den ersten 2 Stunden nach dem Tauchgang,

dh: keine körperliche Arbeit unter Wasser, Strömungen am Ende

des Tauchgangs vermeiden, Gerät im Wasser abziehen und vom

Tauchpartner hinaustragen lassen, keine körperlichen

Anstrengungen beim Aufstieg, kein Herumtragen von schwerem

Tauchgerät nach dem Tauchen u.s.w.

- Bei Erkältung absolutes Tauchverbot (Husten oder Forcieren des

Druckausgleichs fördern den Übertritt von Mikrogasblasen).

Beim Aufstieg ausatmen! Diese Grundregel kennt jeder Taucher. Aber gerade in Kleinigkeiten liegt

die Tücke des Objekts. Bei kleinen, umschriebenen Strukturveränderungen im Lungengewebe z. B.

Schleimreste nach Erkältung, abgeheilter Lungenentzündung, chronischem Raucherhusten, Übererregbarkeit

der Bronchien bei Allergien usw. verläuft der Druckausgleich nicht gleichmässig in der

Lunge. In der Dekompressionsphase wird die Luft ungleich verteilt in allen Lungenabschnitten abgegeben.

In Bereichen mit Strukturveränderung kommt es zum Lufteinschluss (Air-Trapping = gefangene

Luft) in einzelnen Alveolen (Lungenbläschen).

Wird der Überdruck in einzelnen Alveolen zu

gross, reissen diese ein und die eingeschlossene Luft gelangt als Gasblase in das zum Herzen

führende Blutgefäss. Solche Luftblasen werden dann in das arterielle Gefässsystem geschwemmt

und können in den Endästen zu einem Gefässverschluss führen

Jeder Taucher ist auch beim sogenannten ,,easy diving" in körperlicher Bewegung. Er verbraucht

mehr Körperenergie als in Ruhe an der Oberfläche und er schwitzt auch dabei.

Dies geschieht unter Wasser eher unbemerkt, da das umgebende Milieu sowieso nass und

meist auch kühl ist. Wissenschaftliche Untersuchungen bei Leistungsschwimmern belegen jedoch

einen erheblichen Flüssigkeitsverlust beim Schwimmtraining. Hinzu kommen die allen bekannten,

schweisstreibenden Aktivitäten beim Anziehen der Ausrüstung.

Mikroblasen entstehen im venösen Kreislauf hauptsächlich am Ende eines

Aufstieges und in den nachfolgenden 3 – 4 Stunden an der Oberfläche.

In der Regel wandern sie in die Lunge, wo sie sich in den Kapillaren ansammeln

und den Gasaustausch behindern (Intrapulmonarer Rechts-Links Shunt).

Der Shunt nimmt zu, solange die Blasenzufuhr höher ist, als der Blasenabbau

in der Lunge (maximal ca. 10 – 30 min. nach dem Erreichen der Oberfläche)

Nach 2 – 4 Stunden sind praktisch alle Blasen abgebaut.

Vor allem Nullzeit Tauchgänge in Tiefen über 30 Meter unter Ausnutzung

der gesamten Nullzeit ergeben einen hohen Shunt.

Auch kurze Oberflächenintervalle zwischen mehreren Tauchgängen führen

zu einem hohen Shunt.

Gase lösen sich in Flüssigkeit. 

Die Konzentration eines Gases in einer Flüssigkeit direkt proportional zum Partialdruck des entsprechenden Gases über der Flüssigkeit ist.

Abhängig von:

Partialdruck, Dauer der Einwirkung, Grösse der Kontaktfläche, Löslichkeit des Gases und der Temperatur

Ein Inertgas geht keine chemische Verbindung in unserem Körper ein.

Stickstoff

Helium

Neon

Argon

Die Nullzeit ist diejenige Zeit, welche ein Taucher in der Tiefe verbleiben darf, ohne mit einer Dekompressionstufe rechnen zu müssen.

Bei tiefen Tauchgängen bestimmen die schnell sättigenden Gewebe die Nullzeit, während bei den flachen Tauchgängen die langsamen Gewebe die Nullzeit bestimmen.

Dann müssen immer die tiefen Dekompressionstufen eingehalten werden.

Bei Tauchgängen mit teilweiser Sättigung bestimmen immer die schnellen Gewebe als erstes eine Dekompression. Sie sind für die tiefen Dekompressionstufen verantwortlich.

Im venösen Blut entstehen sie während und nach fast jedem Tauchgang.

Im arteriellen Blut entstehen die Mikrogasblasen bei zu schnellem Aufsteigen (Arterielle Gasembolie) Diese Gasblasen können gefährlich werden, da sie auf direktem Weg ins Zentrale-Nervensystem gelangen können.

Im Gewebe enstehen die Mikrogasblasen durch ungenügende Dekompression eines Gewebes (Taucherflöhe)

Partialdruck

Dauer der Einwirkung

Grösse der Kontaktfläche

Löslichkeit des Gases in der Flüssigkeit

Temperatur der Flüssigkeit

Die Inertgaspartialdruckdifferenz ist die treibende Kraft des Druckausgleiches zwischen Atemgas, Lunge, Blut und Gewebe.

Verändert er sich beim Ab- bzw. Auftauchen, wird vom Körper vermehrt Inertgas gelöst bzw. über die Atmung ausgeschiede.

Die Diffusionrichtung erfolgt immer vom Ort des höheren zum Ort des tieferen Drucks.

Der Auf- bzw. Entsättigungsvorgang verläuft exponential, d.h. zu Beginn sehr schnell und dann zunehmend langsamer.

Die Zeit, in welcher ein Gewebe zur Hälfte der vorangegangenen Differenz aus inspiratorischem Stickstoffpartialdruck und Stickstoffgewebedruck gesättigt ist, bezeichnen wir als Halbwertszei oder als Periode.

Nach 6 Halbwertszeiten wird ein Gewebe als gesättigt betrachtet.

Die Übersättigunstoleranz der Gewebe ist das Mass für die Druckentlastung, welches ein Gewebe erträgt, ohne dass es Gasblasen bildet.

Ändert sich die Sättigunsgeschwindigkeit eines Gewebes, so ändert sich auch die Übersättigunstoleranz.

Leit- oder Führungsgewebe

Die Nullzeit ist diejenige Zeit, welche ein Taucher in der Tiefe verbleiben darf, ohne mit einer Dekompressionstufe rechnen zu müssen.

Bei tiefen Tauchgängen bestimmen die schnell sättigenden Gewebe die Nullzeit, während bei den flachen Tauchgängen die langsamen Gewebe die Nullzeit bestimmen.

Es sollten die tiefen Dekompressionstufen eingehalten werden. Da diese für die schnellen Gewebe zuständig sind,  welche schnell aufsättigen und schnell wieder entsättigen.

Beim Sättigunstauchgang bestimmt das langsamste Kompartiment die ganze Dekompression, da es die geringste Übersättigungstoleranz aufweist.

Alle anderen Kompartimente beeinflussen die Dekompression nicht, da sie einer grössere Übersättigungstoleranz haben uns sich schneller entsättigen.

Im venösen Blut

entstehen sie während und nach fast jedem Tauchgang. Sie werden in der Regel in der Lunge zurückgehalten und können einen intrapulmonaren Rechts-Links-Shunt verursachen.

Mikrogasblasen im arteriellen Blut

entstehen bei zu schnellem Aufstieg (Arterielle Gasembolie). Diese Gasblasen können gefährlich werden, da sie auf direktem Weg ins Zentralevenensystem gelangen können.

Mikrogasblasen im  Gewebe

entstehen durch die ungenügende Dekompression eines Gewebes. Im Gewebe entstandene oder ins Gewebe eingeschwemmte Mikrogasblasen können Symptome der klassischen Bläschenkrankheit bewirken.

Starkes Pressen nach tiefem Einatmen.

Hierbei kommt es durch das Pressen zu einem kurzzeitigen mechanischen bedingten Druckanstieg im Brustraum, der auch den Blutdruck im rechten Vorhof erhöht.

Im Falle eines PFO knn dies zu einem Rechts-Links-Shunt führen, wobei venöses Blut, in den arteriellen Körperkreislauf gelangt.

Das Gesetz von Henry ist abhängig vom:

Partialdruck, Dauer der Einwirkung, Grösse der Kontaktfläche, löslichkeit des Gases und der Temperatur.

Die Inertgaspartialdruckdifferenz ist die treibende Kraft des Druckausgleichs zwischen Atemgas, Lunge, Blut und Gewebe.