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Allgemeinmedizin 17. April 2008

Höhen und Tiefen

Der reisemedizinisch interessierte Arzt muss sich zumindest mit den Grundbegriffen des Tauchsports, mit den zugrunde liegenden physikalischen Bedingungen und den assoziierten Krankheiten befassen.

Die gravierendsten gesundheitlichen Komplikationen des Tauchens, Barotrauma und Dekompressionskrankheit, entstehen aus den Druckverhältnissen unter Wasser. Pro zehn Meter Wassertiefe nimmt der Umgebungsdruck, der auf den Taucher einwirkt, um zehn Bar zu. Damit ist die Veränderung des Drucks beim Besteigen eines 6.000 Meter hohen Berges weniger ausgeprägt als beim Abtauchen auf zehn Meter. Außerdem ist die relative Zunahme des Umgebungsdrucks vor allem im „flacheren“ Wasser groß: es findet jeweils eine Verdoppelung von null auf zehn Meter, von zehn Meter auf 30 Meter und von 30 Meter auf 70 Meter statt.
Dem Boyle-Mariotteschen Gesetz (Druck mal Volumen eines Gases = konstant) folgend, verringert sich das Volumen jedes Gases um die Hälfte, wenn der Druck auf das Doppelte ansteigt, und nimmt auf die Hälfte ab, verdoppelt sich der Druck. Diese Volumensveränderungen sind vor allem im Mittelohr und für die Lunge problematisch.

Barotrauma

Das Mittelohr mit seiner starren knöchernen Begrenzung kann lediglich über die schmale Eustachische Röhre be- und entlüftet werden. Diese lässt auf Grund ihrer Ventilfunktion zwar leicht Luft vom Mittelohr in den Rachen strömen, jedoch kaum vom Rachen ins Mittelohr. Beim Abtauchen, unter zunehmendem Umgebungsdruck, „schrumpft“ die Luft im Mittelohr, es müsste also Luft aus dem Rachen nachströmen. Wenn der Taucher diesen Druckausgleich durch Manöver wie Valsalva nicht aktiv macht (machen kann), würde im Extremfall das Trommelfell reißen. Dieses Barotrauma des Ohrs ist aber selten, da der Sog an Schleimhäuten und Trommelfell so schmerzhaft ist, dass der Tauchvorgang schon davor abgebrochen wird.
Die Gefahr eines Barotraumas der Lunge besteht beim Auftauchen. Atmet ein Taucher in 40 Meter Tiefe maximal ein, so enthält die Lunge etwa 6 Liter Luft, entsprechend einer durchschnittlichen Totalkapazität. Würde er nun an die Oberfläche auftauchen, werden aus den sechs Litern Lungenvolumen unter nachlassendem Umgebungsdruck 30 Liter (!), was physiologisch nicht möglich ist und daher zum Zerreißen von Lungengewebe führt. Selbst wenn vor dem Notaufstieg maximal ausgeatmet wird, dehnen sich die 1,5 Liter Residualvolumen bei 40 Meter Höhenunterschied auf 7,5 Liter an der Oberfläche aus. Die Folge ist ein Pneumothorax.

Dekompressionskrankheit

Die Ursachen der Dekompressionskrankheit (Caissonsche Krankheit) liegen in der variablen Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten (auch Gewebsflüssigkeit) begründet. Nach dem Löslichkeitsgesetz von Henry ist die in einer Flüssigkeit gelöste Menge eines Gases proportional dem über der Flüssigkeit herrschenden Partialdruck des Gases.
Die beiden Hauptkomponenten unserer Atemluft – Sauerstoff und Stickstoff – lösen sich demnach mit zunehmendem Druck in immer größeren Mengen im Blut und der Gewebsflüssigkeit. Vor allem der inerte, nicht verstoffwechselbare Stickstoff führt dadurch zu Problemen. Wenn der Druck beim Auftauchen wieder abnimmt, nimmt auch die Löslichkeit ab. Geschieht dies langsam, so können die im Blut gelösten Gase wieder über die Lunge abgeatmet werden. Bei zu raschem Aufstieg (oder einem Missverhältnis von gelöstem Gas im Gewebe und Aufstiegszeit, also auch bei zu langem Aufenthalt in der Tiefe) kommt es zur Ausbildung von Stickstoffblasen in Gewebe und Blut. Dies führt zur Verformung und Zerreißung von Gewebe, zur Behinderung der Mikrozirkulation und zur lokalen Gerinnungsaktivierung im Sinne einer DIC (disseminierte intravasale Gerinnung).

Systematik und Symptome

Der Begriff des Dekompressionsunfalls (Decompression Incident, DCI) umfasst die Dekompressionskrankheit (Decompression Sickness, DCS) und die arterielle Gasembolie, AGE (siehe Abbildung).Während früher ein Lungenbarotrauma als zwingende Voraussetzung einer arteriellen Gasembolie gesehen wurde, weiß man inzwischen, dass dies auch ohne Verletzung von Lungengewebe möglich ist. Abhängig von ihrer Größe können Stickstoffblasen den Lungenfilter überwinden und ins arterielle Gefäßsystem gelangen.
Die Einteilung der Symptome der Dekompressionskrankheit nach Schweregrad – DCS I und DCS II (siehe Tabelle rechts) – ist praxisorientiert und führt direkt zur nötigen Behandlung. Bei leichten Symptomen (Müdigkeit und/oder Taucherflöhe) ist die Gabe von Sauerstoff und Flüssigkeit primär ausreichend. Sind die Symptome nach 30 Minuten verschwunden, soll der Patient noch 24 Stunden observiert werden. Sind die Symptome jedoch nach 30 Minuten nach wie vor vorhanden oder werden gar stärker, ist eine DCSI wie ein schwerer Zwischenfall zu behandeln. Die arterielle Gasembolie stellt immer einen schweren Zwischenfall dar.

 Systematik des Dekompressionsunfalls

Therapie

Die Notfallsmaßnahmen vor Ort bestehen in der sofortigen Gabe von 100 Prozent Sauerstoff sowie ausreichend Volumen. Andere Ersttherapien wie Acetysalicylsäure oder Dexamethason sind in ihrer Wirksamkeit nicht belegt.
Die kausale Behandlung besteht im sofortigen Transport in die nächstgelegene Druckkammer.
Die sogenannte Hyperbare Oxygenierung (HBO) kombiniert die Anwendung von erhöhten Umgebungsdrucken mit der Atmung von reinem Sauerstoff. Ihre Wirksamkeit beruht auf einer Verbesserung der Oxygenierung durch eine Verlängerung der Sauerstoffdiffusionsstrecke. Entstandene Gasblasen werden wieder in Lösung gezwungen oder zumindest verkleinert, was die resultierende ischämische Schädigung reduziert.
Es werden unterschiedliche Behandlungstabellen angewendet. Meist wird der Druck initial auf 2,8 Bar erhöht, was einer Tauchtiefe von 18 Metern entspricht. Der Patient atmet dabei reinen Sauerstoff, unterbricht aber alle 20 Minuten für fünf Minuten, in denen Umgebungsluft geatmet wird, um die Sauerstofftoxizität zu verringern. Nach hundert Minuten wird der Druck vermindert, entsprechend einem Auftauchen auf neun Meter für weitere zwei bis drei Stunden. Diese Behandlung erfolgt täglich.

Tiefenrausch

Eine weitere Folge der vermehrten Löslichkeit von Gasen unter erhöhtem Druck ist der Tiefenrausch. Stickstoff beginnt ab einem Partialdruck von vier Bar toxisch zu wirken. Die Auswirkungen sind Müdigkeit, Herabsetzung kognitiver und motorischer Fähigkeiten, Halluzinationen, Kritiklosigkeit und läppisches Verhalten.
Ein Stickstoffpartialdruck von vier Bar ist schon bei 40 Metern Wassertiefe erreicht. Eine vollständige „Narkotisierung“ wird durch einen Partialdruck von zehn Bar erzeugt, also in 110 Metern Tiefe. Die Stickstofftoxizität limitiert damit die mit Pressluft maximal mögliche Tauchtiefe. Wer tiefer tauchen will, muss auf Gasgemische mit weniger Stickstoffanteil umsteigen. Die Symptome des Tiefenrauschs sind reversibel, die Gefahr besteht lediglich in der Selbst- und Fremdgefährdung des Berauschten.

Kontraindikationen

Wie beim Aufenthalt in großen Höhen, haben sich auch im Tauchsport viele früher als absolute Kontraindikationen angesehene Erkrankungen relativiert. Beispielsweise Diabetes mellitus: Seit Jahren werden spezielle Tauchkurse für Diabetiker angeboten, in denen der Umgang mit den unter Wasser stark veränderten Anforderungen geübt wird. Unter diesen Idealbedingungen ist kein erhöhtes Risiko feststellbar. Als Faustregeln für tauchende Diabetiker gelten:
• Blutzuckerwerte zwischen 150 und 300mg/dl vor einem Tauchgang
• stabile Tendenz der Werte (das heißt drei Messungen innerhalb einer Stunde, die letzte unmittelbar vor dem Tauchgang)
• zugängliche Zuckerlösung mit unter Wasser nehmen
• Glucagon verfügbar an der Oberfläche
Ein offenes Foramen ovale stellt ebenfalls nur eine relative Kontraindikation dar. Der Taucher muss wissen und in die persönliche Entscheidung mit einbeziehen, dass sich das Risiko für eine symptomatische DCI um den Faktor 2,4 steigert.
Absolute Kontraindikationen sind unbehandelte schwere Grunderkrankungen wie KHK, Herzinsuffizienz, maligne Rhythmusstörungen, Asthma oder Epilepsie. Auch floride Infektionen schließen einen Tauchgang aus.

Doz. Dr. Ursula Hollenstein ist Fachärztin für Innere Medizin in Wien; www.traveldoc.at

Informationen über die Ausbildung zur Durchführung von Tauchtauglichkeitsuntersuchunge: Österreichische Gesellschaft für Tauch- und Hyperbarmedizin: www.oegth.at

Hollenstein, Ärzte Woche 16/2008

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