1.0 Einleitung

Tauchen ist ein Sport, der Spaß macht und einem die Möglichkeit seinen Körper in einem beinahen Schwerelosen Zustand kennenzulernen. Doch trotz der Schönheit dieser Sportart muß daran gedacht werden, daß unser Körper nicht für die Bedingungen unter Wasser geschaffen ist. Bestimmte Regeln müssen beachtet werden und bestimmte Gefahren müssen bekannt sein, damit das Tauchen auch wirklich unbeschwert genossen werden kann. Dafür ist auch Notwendig einige Physikalische Grundlagen zu besitzen.

2.0 Tauchphysik

2.1 Definition des Druck

Druck wird meist als Belastung wahrgenommen. Das liegt daran, daß seine Ursache eine Kraft ist. Um genau zu sein die Gewichtskraft eines Stoffes. Aber Gewicht und Druck ist nicht dasselbe. Als Druck bezeichnet man den Anteil der Kraft, die auf 1 cm² trifft. Folglich ist Druck als Kraft pro Fläche definiert. Der Druck (p) wird in bar angegeben, die Kraft (F) in Newton und die Fläche (A) in cm².

Daraus ergibt sich der Druck

2.2 Berechnung des Umgebungsdruck

Die Stoffe, deren Gewichtskraft wir Ausgesetzt sind ist die Luft und das Wasser. Luft hat auf Meereshöhe den Druck 1 bar. Im Wasser nimmt der Druck Aufgrund der größeren Dicht des Wassers pro 10 m um 1 bar zu. Das heißt, das in 10 m Wassertiefe ein Druck von 2 bar herrscht. 1 bar Luftdruck und 1 bar Wasserdruck . In 20 m Wassertiefe 3 bar, 1 bar Luftdruck und 2 bar Wasserdruck. Das alles natürlich, wenn die Wasseroberfläche auf Meereshöhe liegt.

Zur Berechnung kann man folgende Formel verwenden:

Da Luft kompresiebel ist, ändert sich ihre Dichte mit der Höhe zum Meeresspiegel und dementsprechend gibt es keinen konstanten Faktor um den sich der Druck pro Höhenunterschied ändert. Mann kann aber eine Druckabnahme von 0.01 bar pro 100 m Höhenzunahme annehmen.

Genauer ist folgende Tabelle.

Bei Luft ist die Kraft nicht nur das Gewicht der Luft sondern auch, wie bei allen Gasen, die Stöße der Gasteilchen.

2.2.1 Gesetz von Dalton

Luft ist natürlich kein Einheitliches Gas, aber nach dem Gesetz von Dalton ist der Gesamtdruck die Summe der Teildrücke.

2.2.2 Beispiel

In einem Bergsee auf 2000 m Höhe über NN, in dem 20 m Tiefe getaucht wird, herrscht dann ein Druck von 2,8 bar. 0.8 bar Luftdruck und 2 bar Wasserdruck.

Diese Berechnungen des Umgebungsdruck sind wichtig, um das Verhalten von Gasen bestimmen zu können.

Da unser Körper auf Feststoffen, Flüssigkeiten und eben auch Gasen besteht welche von Druck beeinflußt werden. Die Feststoffe und Flüssigkeiten werden nicht nennenswert durch den Druck belastet oder komprimiert, daher ändern sie sich auch nicht. Gase ändern aber unter Druck ihr Volumen. Besonders in der Lunge kann dies gefährliche Folgen haben.

Berechnet wird diese Volumenänderung nach dem Gesetz von Boyle-Mariotte.

2.3 Gesetz von Boyle-Mariotte

Boyle war ein englischer Chemiker und Mariotte ein französischer Physiker im 17. Jahrhundert. In Versuchsreihen fanden sie heraus, wie sie die Beziehung von Druck und Volumen ist. Ihr Gesetz ist heute für jeden Taucher, DGT und ABC, zwingend notwendig. Es besagt, daß das Produkt von Druck (p) und Volumen (V) einen Konstanten Wert ergibt.

Das bedeutet, daß ein Gas bei einem doppelt so hohen Umgebungsdruck ein halb so großes Volumen hat, bei einem drei mal so großem Druck nun noch 1/3 des Volumen beim Ausgangsdruck. Andersherum, natürlich auch, daß ein Gas, dessen Umgebungsdruck auf die Hälfte reduziert wird das doppelte Volumen einnimmt.

Ein Beispiel erläutert dies anschaulicher.

Nehmen wir ein Gasvolumen von 1 m³ auf Meereshöhe an, sagen wir einen leicht aufgeblasenen Wasserball. Bringen wir diesen Ball nun in 10 m Tiefe unter Wasser wirkt auf ihn ein Druck von 2 bar, das bedeutet, daß sich das Volumen des Balles auf 0,5 m³ verringert (2* 0,5 = 1). In 20 m Tiefe verringert sich das Volumen auf 1/3 m³ (3*1/3=1).

Die Ursache dieser Volumenverringerung ist der Druckunterschied zwischen Umgebungsdruck und Ballinnendruck. An der Wasseroberfläche ist das Verhältnis Umgebungsdruck:Ballinndendruck 1:1, die Kräfte im Ball gleichen die Kräfte von außen aus è keine Volumenänderung. In 20 m Tiefe ist dieses Verhältnis aber 2:1, das heißt das von außen auf den Ball eine doppelt so große Kraft wirkt wie er Innen entgegensetzten kann. Erst wenn der Ball auf das halbe Volumen zusammengedrückt hat, konnte sich Innen ein Druck aufbauen, der groß genug ist, den Umgebungsdruck auszugleichen. è Das Volumen halbiert sich

Wenn ich aber in 10 m Tiefe noch 1 bar Druck in den Ball hineinpumpe, wird er wieder sein Ursprüngliches Volumen einnehmen, da die Druckverhältnisse sich mit 2:2 aufheben. Wenn ich aber nun den Ball loslasse steigt er nach oben und an der Wasseroberfläche sind die Druckverhältnisse 1:2. Es gibt keinen Umgebungsdruck mehr, der groß Genug ist den Innendruck auszugleichen è der Ball dehnt sich auf sein doppeltes Volumen aus, wenn er nicht vorher platzt.

2.4 Anwendung für den Taucher

Für einen Taucher ist dies so wichtig, da sich unsere Lunge genauso wie der Wasserball verhält.

Beim Tauchen mit DTG Ausrüstung wird die Lunge nicht zusammengedrückt, da der Druck in ihr über den Lungenautomaten und dem Druckausgleich dem Umgebungsdruck angepaßt wird. Wie mit dem Ball in den ich noch ein Bar pumpe. Das Volumen der Lunge ändert sich nicht. Beim Auftauchen wird der überflüssige Druck Ausgeatmet und das Lungenvolumen wird nicht verändert. Sehr gefährlich ist es aber, wenn ein nicht dafür ausgebildeter Taucher Luft aus einer Preßluftflasche bekommt, und nicht weiß das er beim Auftauchen ausatmen muß. Die Lunge dehnt sich aus, die Alveolen (Lungenbläschen) platzen, dadurch kommt Luft in die Blutbahn und der Betroffene hat eine Lungenembolie. So Unwahrscheinlich ist dies gar nicht, in einem beliebten Tauchgebiet mit geringer Wassertiefe wie einem Korallenriff treffen schnell mal ABC-Taucher und DTG-Taucher aufeinander. Genauso in einem Tiefen Becken mit 5 m Wassertiefe an deren Wasseroberfläche Schwimmer ausgebildet werden und am Beckenboden Taucher ihre Ausrüstung Testen oder trainieren. Die Bäder werden nun mal so gut wie möglich genutzt.

Was ist aber mit einem ABC - Taucher der in 10 m Tiefe abtaucht. In den ersten 10 m ist die Volumenänderung am größten, sie entspricht der Hälfte, 50 %. Bei einem durchschnittlichen Lungenvolumen von 6,5 l wird dieses Volumen auf 3,25 l komprimiert. Dies ist für die Lunge nicht gefährlich, da durch ihre natürliche Funktion eine Volumenänderung bis auf 1,5 l, dem sogenannten Residialvolumen, normal ist. Erst unter diesem Volumen kann sich die Lunge nicht genug komprimieren um den Umgebungsdruck auszugleichen. Dadurch entsteht ein relativer Unterdruck zum Umgebungsdruck. Dieser relative Umgebungsdruck führt zu einem sogenannten Barotrauma und somit zu einer Schädigung der Lunge.

Die Tiefe um dieses Residialvolumen zu unterschreiten liegt, nach dem Gesetz von Boyle-Mariotte allerdings erst bei einer Tiefe von über 30 m. Diese Tiefe ist für die allermeisten ABC-Taucher nun doch nur theoretisch zu erreichten.

Viel schneller Entsteht der gefährliche Unterdruck wenn die Lunge keinen ausreichenden Gegendruck erzeugen kann. Zum Beispiel wenn der Lungenraum über einen Schnorchel mit dem normalen Außendruck an der Wasseroberfläche verbunden ist. Die Lunge würde zwar komprimiert werden, der zusätzliche Druck entweicht aber über den Schnorchel . Bei einer angenommenen Schnorchellänge von 60 cm und noch mal einem Höhenunterschied von 20 cm vom Mundstück zur Lunge ergibt sich eine Druckdifferenz zwischen Lunge und Umgebung von 0.08 bar (1 bar auf 10 m è 0.08 bar auf 0.8 m). Gefährlich gilt aber bereits eine Druckdifferenz von 0.07 bar. Dies ist auch der Grund wieso ein Schnorchel maximal 35 cm lang ist. Dadurch ist die Gefahr eines Barotrauma ausgeschlossen. Bei einem Gerätetaucher mit defektem Lungenautomaten, bei dem der Einatemwiderstand größer als 0.03 bar, ergibt sich der gleiche Effekt.

Ein Barotrauma ist eine Verletzung luftgefüllter Hohlräume im Körper zwischen Innen- und Außendruck.

Das Wort kommt aus dem griechischen von tó báros = die Schwere, das Gewicht und tó trauma = die Wunde. Also ist ein Barotrauma eine Wunde durch eine Schwere, ein Gewicht. Ein Barotrauma führt meistens zu Flüssigkeits- und Blutaustritten im betroffenen Bereich. Einem sogenanntem Ödem. Durch den Überdruck von Außen wird Blut und Flüssigkeit aus dem Gewebe herausgepreßt. Dabei werden meistens die Blutgefäße zerstört. In der Lunge führt dies zum Beispiel zu einem Lungenödem.

Da die Volumenänderung in flachem Wasser am größten ist (50% bei 10 m), ist hier auch die Gefahr eines Barotrauma am größten, nicht beim Tieftauchen.

Diese Entstehung eines Ödem ist typisch für ein Barotauma, hat aber beim Lungenödem die schwerwiegendsten Folgen. Doch in allen gasgefüllten Körperhöhlen kann es zu einem Barotrauma kommen.

Zu diesen Körperhöhlen zählen.

Kopf         

    Darm Magen Haut Lunge

Die Haut und das Auge ist natürlich kein luftgefüllter Hohlraum, kann aber ebenfalls durch Druck geschädigt werden.

Bei den starre Höhlen wird ein relativer Unterdruck sofort Wirksam.

Die luftgefüllten Hohlräume des Schädels sind immer mit dem Nasen-Rachen-Raum in Verbindung. Daher ist der Druck in ihnen theoretisch gleich dem Druck im Nasen-Rachen-Raum ist. Dieser ist aber durch die Kompenstationsfähigkeit der Lunge oder durch den Lungenautomaten gleich dem Umgebungsdruck. Unter diesen Bedingungen würde kein relativer Unterdruck entstehen und somit kein Barotrauma. In der Praxis sind diese Wege aber oft verlegt oder schlicht zu eng um eine Ausreichende Luftmenge zu befördern. Verlegt sind diese Verbindungswege meist durch eine Schwellung der Schleimhäute mit denen sie Ausgelegt sind. Schon. durch einen Schnupfen, der bereits eingesetzten Druckwirkung, einer chronische Entzündung oder auch durch eine Schleimhautwucherung, sogenannte Polypen. Wenn die Verbindungswege zu eng sind, um die erforderte Luftmenge zu transportieren, kann man den Lufttransport aktiv Unterstützen. Durch den sogenannten Druckausgleich.

3.1 Druckausgleich

Man die Luftmenge, die durch die Eustachische Röhre befördert wird, durch einen Druckausgleich vergrößern. Hierzu drückt man mit den Fingern die Nasenflügel zusammen und drückt Luft in die Nase. Der Vorgang verläuft, wie wenn man in sich eine Taschentuch schneuzt. Aber da die Nase durch die zusammengedrückten Nasenflügel versperrt ist, baut sich im gesamten Nasen-Rachen-Raum ein Überdruck auf. Dieser wandert durch die Verbindungsröhren entlang. Ein erfolgreicher Druckausgleich wird durch ein leichtes Knacken in beiden Ohren angezeigt. Der Druck im Mittelohr, in den empfindlichsten Schädelhöhlen wurde angepaßt. Gelingt der Druckausgleich nicht, oder nur auf einem Ohr ist meist eine Verstopfung der Eustachischen Röhre schuld. Diese kann an den oben Aufgeführten Gründen liegen. Da der Unterdruck selbst eine Schwellung der Schleimhäute Verursacht ist eine rechtzeitiger Druckausgleich notwendig. Eine Überprüfung des Druckausgleichs in den restlichen Schädelhöhlen ist nicht möglich, aber auch nicht so dringend notwendig wie im Mittelohr.

Durch eine Vernarbung des Trommelfels, wenn es zum Beispiel bereits einmal riß, kann ein Druckausgleich ebenfalls verhindert werden. Aus diesen Gründen ist eine Untersuchung durch einen Arzt notwendig, bevor mit dem Tauchsport begonnen wird.

Ein sofortiger Druckausgleich bei Beginn des Tauchgangs ist nicht nur notwendig um eine Zuschwellung der Schleimhäute durch eine sofortige Unterdruckwirkung zu verhindern, sondern auch um das Funktionieren des Druckausgleiches zu kontrollieren. Funktioniert er nicht, muß der Tauchgang, auch mit ABC-Ausrüstung, abgebrochen werden.

Ein erzwungener Druckausgleich kann durch die Entstehende Druckwirkung Blutgefäße zum Platzen bringen oder das Innenohr schädigen.

Beim Auftauchen baut sich der Unterdruck passiv wieder ab. Durch trockenen Schlucken kann man diesen Abbauch unterstützen.

Wenn der Taucher einer Schwellung der Schleimhäute durch Nasensprays oder Nasentropfen verhindern will, gelingt ihm zwar die Abtauchphase aber beim Auftauchen hat die Abschwellende Wirkung des Medikaments nachgelassen und die Verbindungswege sind erneut verengt oder abgeschwollen. Dadurch kann sich der Überdruck in ihnen nicht mehr beim Ausatmen passiv abbauen. Es entsteht ein Barotrauma durch einen Überdruck.

3.2 Barotraume des Ohres

Das Ohr besteht aus dem Außenohr, dem Mittelohr und dem Innenohr. Das Außenohr geht von den Ohrmuscheln bis zum Trommelfell. Das Mittelohr geht vom Trommelfell bis zum Runden und Ovalen Fenster.

Im Ohr ist nicht nur der Gehörsinn, sondern auch der Gleichgewicht und der Lagesinn untergebracht. Gleichgewichts und Lagesinn sind im Mittelohr, der Gehörsinn im Innenohr untergebracht.

3.2.1 Außenohr

Durch die breite Öffnung nach draußen stellt das Außenohr keine eigentlich Köperhöhle dar und ist auch normalerweise nicht gefährdet durch einen relativen Unterdruck. Erst wenn z.B. Enganliegende Badekappen oder Ohrenstöpsel benützt werden, also der äußere Gehörgang verstopft wird, kann ein Unterdruck entstehen. Das bewirkt, daß beim Abtauchen ein Ohrenstöpsel in den Gehörgang hineingedrückt wird und beim Auftauchen im Bereich zwischen Trommelfell und Ohrenstöpsel ein Überdruck entsteht, der das Trommelfell überdehnt oder nach Innen durchstößt. Die Folgen sind akute, heftige Schmerzen und je nach Grad der Schädigung des Trommelfels zeitweilige oder dauerhaft Schwerhörigkeit. Ein Trommelfellriß bedeutet auch meistens das der Betroffene selbst nach Verheilung des Trommelfells immer wieder Probleme mit dem Druckausgleich hat und deswegen das Tauchen aufgeben oder einschränken muß.

Schutz:

Keine Ohrenstöpsel oder enganliegende Badekappen tragen. Bei Problemen durch viel Ohrenschmalz einen Arzt konsultieren. Gefahr eines Ceruminalpropf.

3.2.2 Mittelohr

Es ist über die Eustachische Röhre mit dem Nasen-Rachen Raum verbunden. Diese Eustachische Röhre kann durch z.B. einen Schnupfen verlegt sein. Auch bei einem zu schnelles Abtauchen reicht die durchgehende Luftmenge nicht aus um den Unterdruck auszugleichen. Die sofortige Folge ist ein Anschwellen der Schleimhäute uns somit eine Verlegung der Eustachischen Röhre. Daraufhin entsteht im Mittelohr beim Abtauchen ein relativer Unterdruck. Der größere Umgebungsdruck wölbt das Trommelfell nach Innen, und kann es auch durchstoßen. Die Folge ist nicht nur eine Schwerhörigkeit wie oben beschrieben, sonder auch ein Eindringen von Wasser in das Mittelohr. Das konnte im Oben beschriebenen Fall nicht geschehen, da der Ohrenstöpsel den Gehörgang blockierte. Dieses Wasser bringt nun den im Mittelohr untergebrachten Gleichgewicht und Lagesinn durcheinander. Die Folge sind Gleichgewichtsverlust und Orientierungslosigkeit. Wenn der Taucher daraufhin in Panik verfällt, kann dies besonders bei Gerätetauchern, tödlich enden.

Dieses nach Innenwölben des Trommelfells kann durch den Druckausgleich kompensiert werden. Der Überdruck im Nasen-Rachen Raum wandert die Eustachische Röhre entlang und drückt das Trommelfell wieder nach Außen.

Schutz:

Druckausgleich in regelmäßigen Abständen durchführen, wenn er nicht möglich sein sollte ist der Tauchgang sofort abzubrechen.

3.2.3 Innenohr

Das Innenohr ist mit Flüssigkeit gefüllt und kann daher nicht durch ein Barotrauma im üblichen Sinn geschädigt werden. Allerdings kann ein erzwungener Druckausgleich eine explosionsartige Druckwelle auslösen das rund Fenster einreißen und die Lympheflüssigkeit auslaufen lassen. Die Druckwelle kann auch die Platte des Steigbügels, das dritte Ohrknöchelchen, in das Ovale Fenster drücken. Die Folgen sind jeweils ein Höhrverlust oder ständige Hörgeräusche.

Schutz:

Einen Druckausgleich nie mit Gewalt durchführen.

3.3 Barotrauma in den Nasennebenhöhlen

Die Nasennebenhöhlen sind die Siebbeinzellen, die Stirnhöhle, die Oberkieferhöhle und die Keilbeinhöhle. Alle Schädelhöhlen sind über eine Öffnung direkt oder Indirekt mit dem Nasen-Rachen-Raum verbunden. Da in dieser durch den Atemregler und dem Druckausgleich, ein Druck gleich dem Außendruck herrscht, kann in diesen Schädelhöhlen nur ein relativer Unterdruck entstehen, wenn die Öffnung verlegt ist.

Dies kann durch den Umgebungsdruck, meist aber durch eine Schwellung der Schleimhäute mit denen diese Öffnung und Wege ausgelegt sind, geschehen. Ursache kann dann schon ein Schnupfen sein. Auch eine chronische Entzündung führt zu einer Schwellung. Aber auch durch eine Schleimhautwucherung, sogenannte Polypen, kann ein dementsprechender Durchgang verlegt sein.

Bei diesen starre Höhlen wird ein relativer Unterdruck sofort Wirksam, was ebenfalls Schleimhautschwellungen, Flüssigkeitsverlust und Blutaustritt in die Körperhöhle führt.

Die Folgen eines Über- oder Unterdrucken sind primär an stechenden Schmerzen zu erkennen.

Schutz:

Rechtzeitig einen Druckausgleich durchführen, und wenn er nicht gelingt oder sich Schmerzen einstellen den Tauchgang abbrechen.

3.3.1 Oberkieferhöhle

Die Verbindung zwischen der Oberkieferhöhle und dem Nasen-Rachen-Raum ist relativ groß. Doch auch sie kann durch eine Schwellung oder Polypen verlegt sein. Speziell diese Verbindung kann auch durch eine Verbiegung der Nasenscheidewand zumindest einseitig blockiert sein. Es entwickelt sich hier ein Barotrauma wie oben besprochen.

Ein stechender Schmerz im Oberkiefer oder in den Zähnen ist die Folge.

3.3.2 Siebbeinzelle

Die Siebbeinzellen haben jeweils einzelne Gänge, die wie bereits beschrieben verlegt sein können. Die entstehenden Schmerzen ziehen hier von den Nasenwurzel in Richtung der Augen.

3.3.3 Stirnhöhle

Die Entstehung eines Barotraume ist hier genauso wie in den bereits besprochenen Fällen. Die Folge sind hier heftige Schmerzen in der Stirnregion, die sich bis in die Augen ausstrahlen.Die Stirnhöhlen werden ca. 3 mal so häufig wie die Oberkieferhöhlen von einem Barotrauma betroffen.

3.3.4 Keilbeinhöhle

Ein Barotrauma des Keilbeinhöhle ist selten, obwohl die Verbindung im Vergleich zu denen anderer Schädelhöhlen lang ist.Die Schmerzen äußern sich als Kopfschmerzen.

3.4.1 Zähne

Ein gesunder Zahn weist keine luftgefüllten Hohlräume auf und ist daher auch nicht durch ein Barotrauma gefährdet. Bei einer Zahnfüllung deren Ränder nicht Dicht sind oder Haarrisse im Zahnschmelz kann sich allerdings Luft einlagern, die in der Auftauchphase nicht schnell genug entlüftet und die Füllung beziehungsweise den Zahnschmelz abgesprengt. Umgekehrt ist eine Implosion einer Füllung auch möglich

3.4.2 Magen

Beim Tauchen ist es unvermeidbar, daß kleine Mengen Wasser in die Mundhöhle kommen. Wenn dieses Wasser hinuntergeschluckt wird, kommen immer kleine Mengen Luft mit. Diese sind dem Gesetz von Boyle-Mariotte unterworfen. Beim Auftauchen dehnt sich die geschluckte Luft aus, und bläht den Magen auf. Im Normalfall ist dies nicht gefährlich, da der Magen sich dehnt. Nur in seltenen Fällen sind Risse in der Magenwand bekannt. Und auch nur bei einem sehr schnellen Aufstieg. Häufiger treten Herzrythmusstörungen auf, da der aufgeblähte Magen auf das Zwerchfell drückt, das direkt unter dem Herz liegt.

Schutz:

Das Wasser-Luft Gemisch nicht herunterschlucken sondern über das Mundstück ausblasen. Und wenn doch einmal ein Spannungsgefühl aufkommen sollte, etwas tiefer Tauchen und den Aufstieg verlangsamen. Die Gase können auf natürlichem Weg ausgelassen werden.

3.4.3 Darm

Beim Verdauen entstehen Gase. Größtenteils Schwefelwasserstoff . Diese Gase werden ein Problem, wenn von ihnen während dem Tauchgang große Mengen entstehen. Beim Auftauchen vergrößert sich auch ihr Volumen, das hat kolikartige bis schmerzhaft Folgen. Aber eine Schädigung des Darms wurde noch nicht bekannt. Diese

Schutz:

Gase können auf natürlichem Weg Ausgelassen werden, blähende Speisen vor einem Tauchgang vermeiden.

3.5 indirekte Barotraume

Es gibt auch Barotraume, die nicht in luftgefüllten Körperhöhlen entstehen.

3.5.1 Haut

Die Haut ist zwar keine luftgefüllte Körperhöhle, aber bei einem schlecht Sitzenden Neopren wird die Haut durch den Druck in die Falten gepreßt und es entstehen rote Streifen auf der Haut.

Schutz:

Bei Nasstauchanzügen auf gute Sitzform Achten, bei Trockentauchanzügen dicke Unterwäsche anziehen

3.5.2 Auge

Wenn mit einer Taucherbrille getaucht wird, die nicht die Nase mit abdeckt bleibt die Luft unter dieser Brille vom Druckausgleich unberührt. Der Unterdruck der in ihr entsteht bewirkt einen Blutaustritt in den feinen Adern des Augenweiß. Das kann in extremen Fällen dafür sorgen, daß das gesamte Augenweiß Rot unterlaufen ist. Diese Schäden sind jedoch nur kosmetisch und klingen wieder ab. Schlimmer ist es, wenn der Augapfel leicht herausgezogen wird. Der Sehnerv wird gezehrt und es kommt zu einer Beeinträchtigung der Sehkraft. Aber auch dieser Unterdruckschaden heilt wieder völlig aus.

Es ist ein Fall bekannt, bei dem das luftgefüllte Glasauge eines Tauchers durch den Druck implodierte.

Schutz:

Nie mit Schwimmbrillen tauchen, Masken benützen welche die Nase mit einschließen. Taucher mit einem Glasauge Silikonimplantate verwenden.

3.6 Barotrauma der Lunge

Da die Lunge das größte gasgefüllte Organ ist, ist es auch extrem den Druckwirkungen ausgeliefert. Allerdings wird es bei einem intakten Lungenautomaten ja direkt belüftet und hat dann auch immer einen Innendruck gleich dem Umgebungsdruck. Aber bei Tauchgängen, die einen relativen Unterdruck in der Lunge erzeugen, zum Beispiel beim Schnorcheltaucher mit überlangem Schnorchel, tritt durch den Überdruck von außen Flüssigkeit aus den Blutgefäßen in die Alveolen aus. Daraus entwickelt sich dann schnell ein Lungenödem. Dieses führt zu einer Verminderung der Lungenfunktion und einer vermehrten Blutstauung im Bereich der Lunge. Die großen Hohlvenen des Herzen und die recht Herzhälfte füllt sich stärker mit Blut, die linke Herzhälfte schwächer mit Blut. Das Herz wird Überlastet und es kommt innerhalb kürzester Zeit zum Herztod. Durch den relativen Unterdruck wird das gesamte Blut aus dem unteren Teil des Körpers nach oben gedrückt, es zerreißen dadurch nicht nur die Blutgefäßen in der Lunge sondern auch die Blutgefäße im Gehirn und im Herzen. Durch die Druckdiffernz kommt es auch noch zu Brüchen der Rippen und des Schlüsselbeins.

Wenn sich nun ein Überdruck, durch zum Beispiel zu schnellen Auftauchen aufbaut, kann diesen die Lunge durch ihre natürlich Dehnfähigkeit begrenzt kompensieren. Wenn die Grenze der natürlichen Dehnfähigkeit überschritten wird, überdehnen sich die Fasern der Lunge und der betroffen Taucher hat Atemprobleme, ähnlich wie beim Asthma. Wenn der Überdruck noch weiter steigt kommt es zu feinen Rissen in dem Gewebe zwischen Blutbahn und Lunge. Diese feinen Risse verkleben sofort wieder, wenn der Überdruck sich abbaut. Aber Luft konnte bereits in die Blutbahn eintreten und in wichtigen Organen wie dem Herzen oder dem Gehirn eine Luftembolie auslösen. Ab einem relativen Überdruck von ca. 0.1 bar kommt es gar zu einem Riß des Lungengewebes, was die Gefahr einer Luftembolie vergrößert. Erkennbar ist eine Lungenembolie an blutigen Speichel oder an einem blutigen Husten.

Je nach Lage des Risses, hat er verschiedene Auswirkungen.

Ist er in der Mitte eines der Lungenflügel besteht die Gefahr einer Luftembolie und der Betroffene spürt in diesem Bereich einen heftigen Schmerz.

Wenn nun aber der Lungenriß im äußeren Bereich der Lunge auftritt, kommt dadurch Luft in den Pleuraspalt. Die Lunge wird nicht mehr durch den Unterdruck in diesem Auseinandergezogen und fällt in sich zusammen. Das Ergebnis ist ein sogenannter Lungenkollaps. Beim Tauchen ist dieser noch gefährlicher, da die eingetretene Luft beim Auftauchen sich noch weiter Ausdehnt, also die Lunge noch stärker zusammendrückt. Die Atmung wird immer schwerer, begleitet von einem stechendem Schmerz und das Herz wird ebenfalls zusammengedrückt. Es folgt ein kompletter Herz-Kreislauf-Stillstant.

Ein Riß im äußeren Bereich der Lunge in Richtung der Thoraxmitte bewirkt ein Aufsteigen der Luft entlang der großen Gefäße, der Luft- und Speiseröhre aufsteigen. Man kann dann eine Luftansammlung fühlen. Dies führt ebenfalls zu einer Behinderung der Atmung und der Durchblutung.

Meistens treten infolge einer Totalen Überdehnung der Lunge alle diese Risse auf. Eine sofortige Ärztliche Behandlung ist unbedingt Notwendig. Ein Überdruck in der Lunge ist das gefährlichste Barotraume.

Schutz:

Einen Taucher, bei dem man einen Lungenriß vermutet muß unbedingt fachgerecht gelagert werden. Die Lagerung ist gleich wie bei der Caissonkrankheit und wird dort auch beschrieben.

Sorgfältiger Umgang mit der Ausrüstung. Regelmäßig die Geräte kontrollieren.

4.0 Caissonkrankheit

Die andere Art häufiger Tauchkrankheiten sind die Caisson-Krankheiten. Der Name kommt aus dem französischen von den Senkkästen mit denen früher unter Wasser gearbeitet wurde. Lange Zeit war es rätselhaft was diese Krankheit auslöst. Doch heute ist ihre Entstehung geklärt. Ihre Ursache ist nur indirekt der Druck. Es ist es notwendig ein neues Physikalisches Gesetz kennen zu lernen, um die Entstehung der Caissonkrankheit zu verstehen.

4.1 Gesetz von Henry

Gase werden in Flüssigkeiten gelöst. Diese Löslichkeit ist im Prinzip nichts anderes als das der Druck Gasteilchen in die Flüssigkeit preßt. Gleichzeitig treten auch Gasteilchen aus der Flüssigkeit aus, die bereits reingepreßt wurden. Wenn nun genauso viele Gasteilchen in die Flüssigkeit gepreßt werden, wie entweichen ist sie gesättigt, das heißt das soviel Gas gelöst ist wie möglich. Wenn sich der Druck vergrößert können dementsprechend mehr Gasteilchen in der Flüssigkeit gelöst werden. Daraus läßt sich das Gesetz von Henry ableiten.

4.2 Bedeutung für den Menschen

In unserem Körper wird Gas durch den Organismus verbraucht, zum Beispiel der Sauerstoff. Andere Gase wie Stickstoff benötigt unser Körper nicht. Das Blut ist, und das von Blut durchströmte Gewebe ist normal mit diesem Gas gesättigt. Wenn der Druck in der Lunge ansteigt, können mehr Gasteilchen in das Blut gepreßt werden. Die Sättigungsgrenze des Blutes ist größer. Dadurch steigt der Stickstoffspiegel des Blutes und dementsprechend des Gewebes. Die Verschiedenen Gewebearten Sättigen sich unterschiedlich schnell. Blut-, Nerven- und Muskelgewebe sättigen sich schneller als zum Beispiel Knorpel-, Knochen und Sehnengewebe. Fett und fettähnliches Gewebe sättigt sich besonders gut. Die Sättigung ist fünf mal größer als in wässrigem Gewebe.

Stark durchblutetes Gewebe ist auch schneller gesättigt. Zum Beispiel die beim Tauchen stark genutzten Beinmuskeln.

Beim Abtauchen geschieht dieser Vorgang völlig unbemerkt und er stellt keinerlei Gefahr für den Taucher da. Wenn dieser Taucher nun aber auftaucht, sinkt die Gasmenge die das Blut und Gewebe sättigen kann und das Überschüssige Gas perlt aus dem Gewebe aus. Der Vorgang ist derselbe wie wenn eine Flasche mit Mineralwasser geöffnet wird. Nach dem Öffnen steigen kleine Gasblasen aus dem Mineralwasser auf. Genau dies geschieht im Menschen, nur das es hier Stickstoff ist der Perlt und nicht Kohlendioxid. Das Problem ist, daß diese kleinen Gasblasen sich im Blutkreislauf befinden und durch dieses zu wichtigen Organen wie dem Herzen oder Gehirn transportiert werden, wo sie sich sammeln. Die kleinen Kapillaren können durch diese Stickstoffblasen verstopft werden und das Gewebe wird nicht mehr mit Sauerstoff versorgt.

Einen Unterschied zwischen dem Blut und dem Wasser in der Mineralflasche gibt es. Da das Blut dickflüssiger ist, kann es einen plötzlichen Druckabfall um 60% noch verkraften, ohne daß sich Blasen bilden. 60 % bedeutet beim Tauchen ein plötzliches Auftauchen aus 12 m Tiefe.

Nach Stärke dieser Unterbrechung des Kreislaufes durch die Gasbläschen werden 2 Typen der Caissonkrankheit unterschieden.

4.3 Caissonkrankheit Typ I

Hier sind keine wichtigen Funktionen wie Atmung und Nervensystem betroffen. Die einzigen Anzeichen ist Schmerz, der durch lokale Gewebeschädigungen entstand. Schmerzen sind in ¾ aller Fälle in den Gelenken, in 1/5 der Fälle bei der Haut und in 5% bei Lymphbahnen die Verschlossen wurde zu beobachten.

Die Gasansammlung in den kleinen Kapillaren der Haut verursacht die sogenannten Taucherflöhe. Äußerlich sind sie als kleine rötliche Hautflecken zu Erkennen.

Die Schmerzen in den Gelenken werden im Taucherjargon Bends genannt. Von dem Englischen to bend = beugen. Da bei heftigen Schmerzen eine gebeugte Schonhaltung der Gelenke angenommen wird oder die Schmerzen sogar so heftig werden können, daß der Betroffene sich vor Schmerze krümmt und am Boden wälzt.

Ursache ist eine sehr schlechte Durchblutung der Gelenke, durch welche die Stickstoffblasen nur langsam abgebaut werden.

Vor allem bei Fettleibigen Menschen kann es auch zu Bauchschmerzen kommen, da infolge einer langsamen Durchblutung des Fettgewebes sich in diesem Bereichen eine Blasenansammlung bildet, die sich in Überdehnungsschmerzen äußert.

4.4 Caissonkrankheit Typ II

Die Symptome der Druckausfallkrankheiten sind im Typ II ernster als beim Typ I. Wichtige körperliche Funktionen wie Atmung und Nervensystem sind davon betroffen, was die Dekompressionerscheinungen des Typ II wesentlich gefährlicher macht als die des Typ I.

Die Störung der Atmung wird als Chokes bezeichnet. Das Wort kommt von dem Englischen Verb to choke=ersticken. Symptome sind ein Brennender Schmerz hinter dem Brustbein und akute Atemnot verbunden mit einem Hustenreiz. Durch die Ansammlung von Gasbläschen in den feinen Blutsystem der Lunge wird dort der Gasaustausch blockiert. Ist diese Blockade stark genug kann diese zur Bewußtlosigkeit oder sogar zum Herztod durch eine ungenügende Versorgung des Herzmuskels mit Sauerstoffs führen.

Auch das gesamte Nervensystem wird von diesen Gasblasen betroffen. Sie können zu einer Unterbrechung der Reizleitung führen, was im Körper zu den unterschiedlichsten Symptomen führt. Wird das Rückenmark betroffen, kann es zu Querschnittlähmung führen. Wird das Gehirn betroffen kann es zu Halluzinationen, Bewußtlosigkeit, Amnesie usw. führen.

Ein Verschluß der Herzkranzgefäße im durch die Stickstoffblasen bewirkt ebenfalls einen Sauerstoffmangel im Herzen und somit zum Herztod. Durch ein Ansammeln großer Gasmengen im Herzen bleibt diese sofort stehen.

Durch eine Schädigung der Fettzellen durch die Stickstoffbläschen werden Fetttropfen in die Blutbahn geschwemmt, welche ebenfalls die Blutbahnen verstopfen können und im Gehirn und Lungen die gleichen Auswirkungen wie die Stickstoffbläschen haben können. Nur können diese leider nicht durch eine erneute Druckwirkung auf den Körper gelöst werden. Die Verstopfung von Gefäßen durch Fetttröpfchen wird Fettembolie genannt.

Die Anzeichen der Caissonkranheiten treten natürlich nicht streng getrennt auf. So treten in einem Drittel der Fälle des Typs II auch starke Gelenkschmerzen wie bei Typ I auf.

Die gesamten Symptome der Caissonkrankheiten treten nicht nur im Wasser sondern häufig erst an Land auf.

4.5 Verhinderung der Caissonkranheit

Verhindert werden kann die Caissonkrankheit durch Einhalten von Nullzeiten. Durch Einhalten dieser Zeitgrenzen in Abhängigkeit von der Tauchtiefe kann sich im Körper nicht genug Stickstoff lösen, so das ein Auftauchen mit der Geschwindigkeit von 18 m pro Minute möglich ist.

Werden diese Nullzeiten überschritten, muß langsam aufgetaucht werden und es müssen immer wieder Pausen beim Auftauchvorgang gemacht werden, so entstehen im Körper keine Bläschen und der Überflüssige Stickstoff kann ausgeatmet werden. Voraussetzung ist natürlich ein Ausreichender Luftvorrat. Die Auftauchstufen sind mindestens bei 9 m 6 m und 3 m zu machen. Auch beim Einhalten der Nullzeit ist eine Pause bei 3 m Empfehlenswert. Sowohl für die Nullzeit als auch für die Auftauchstufen gibt es für jede Abhängig von Wassertiefe, der Zeit seit dem letzten Tauchgang ... genau Tabellen. Wenn der Taucher sich an diese hält, ist die Gefahr einer Caissonkrankheit verschwinden gering.

Durch den Druckabfall beim Fliegen können ebenfalls Stickstoffbläschen im Blut entstehen. Deshalb sollten Tauchgänge innerhalb von 24 Stunden von einem Flug unterlassen werden. Genauere Werte, ebenfalls von Tauchtiefe, Dauer..... abhängig können auch Tabellen entnommen werden. Daran sollten vor allem Taucher im Tauchurlaub denken.

4.5.1 Druckammer, Sofortmaßnahmen

Wenn nun aber doch Symptome der Caissonkrankheit auftreten ist es nötig den betroffenen Taucher wider unter Druck zu setzen, damit sich der Stickstoff wider im Blut löst und die Blasen sich abbauen. Dann kann der Druck langsam abgebaut werden so daß die Wirkung wie beim langsamen Auftauchen mit Auftauchstufen erreicht werden. Speziell hierfür gibt es Druckkammern. In ihnen ist es möglich einen Überdruck aufzubauen, dem ein Körper ausgesetzt wird. In größeren Krankenhäusern und im Bereich der Wasserrettung der DLRG sind sie zu immer zu finden. Es gibt Transportable für Rettungswagen und fest installierte in Krankenhäusern. Ein durch die Caissonkrankheit Bewußtloser muß sofort in so eine, ohne Rücksicht darauf, daß eine Barotrauma durch einen fehlenden Druckausgleich eintreten kann.

Solange keine ärztliche Versorgung vorhanden ist, muß der Erkrankte unbedingt in der stabilen Seitenlage gelagert werden. Es ist darauf zu Achten, daß der Kopf so tief wie unten liegt. Zweck der stabilen Seitenlage ist es hier nicht nur, daß der Verunfallte freie Atemwege hat sondern das die Gasblasen ( Caissonkrankheit und Lungenriß) im Körper nach oben steigen und von wichtigen Organen wie dem Herzen, Lunge, Gehirn und Rückenmark entfernt sind.

5.0 Hyperventilation

Eine andere Gefahr beim Tauchen ist die Hyperventilation. Ihre Ursache hat überhaupt nichts mit Druck oder Druckwirkung zu tun. Daher ist sie bei jeglicher Art des Tauschens eine Gefahr. Also auch bei der Schwimmausbildung in einen 1,80 m Tiefen Wasser.

Die Auswirkung der Hyperventilation ist nur eine Bewußtlosigkeit, ohne daß der Kreislauf direkt gestört wird. Aber da diese Bewußtlosigkeit während dem Tauchen eintritt, stellt sie natürlich eine große Gefahr für den Taucher dar. Er Aspiriert Wasser was zum Versagen des Kreislaufes führt.

Das Wort Hyperventilation nennt bereits die Ursache. Übersetzt wird das Wort mit Überatmen. Die Ursachen sind beim Apnoetaucher und beim Gerätetaucher verschiede.

5.1 Hyperventilation beim Apnoetaucher

Durch starkes Einatmen, deren Ursachen meist eine Erzwingen der Steigerung der Apnoezeit ist, wird vermehrt Kohlendioxid aus unserem Blut abgegeben. Der Kohlendioxidspiegel in unserem Blut sinkt. Aber, was viele Taucher nicht wissen, der Sauerstoffspiegel wird kaum erhöht. Trotzdem kann ein Taucher, der dies gemacht hat länger tauchen. Denn der Atemreflex unseres Körpers reagiert nicht auf die Menge des Sauerstoffs, der im Körper vorhanden ist sondern auf die Menge des Kohlendioxids. Da der Kohlendioxidspiegel durch das Überatmen stark gesenkt wurde, bekommt der Körper trotz akutem Sauerstoffmangel keine Meldung, daß Sauerstoff benötigt wird. Der Taucher hat nicht das Bedürfnis zu Atmen. Das Gehirn, bekommt zu wenig Sauerstoff, der Taucher wird bewußtlos. Und wenn kein Helfer, wie eine Beckenaufsicht, ihn aus dem Wasser holt, ertrinkt er. Beim Tieftauchen wird dieser Effekt sogar noch verstärkt. Nach dem Gesetz von Henry löst sich mehr Kohlendioxid, aber auch mehr Sauerstoff im Blut. Wodurch der Taucher den Sauerstoff in seiner Lunge besser Ausnutzen kann. Beim Auftauchen macht sich dies nun Rückgängig. Durch den verminderten Druck in der Lunge wird weniger Sauerstoff genutzt, und gleichzeitig sinkt der Kohlendioxidspiegel im Blut. Der Atemreflex bleibt aus und der Taucher wird, meist kurz vor der Wasseroberfläche, bewußtlos.

5.2 Hyperventilation beim Gerätetaucher

Auch ein Gerätetaucher kann Überatmen. Ursache ist meist Angst oder Kälte. Auch hier sinkt der Kohlendioxidspiegel im Blut. Das Verengt die Gefäße im Gehirn. Zusätzlich bindet sich bei verminderten Kohlendioxidspiegel der Sauerstoff besser an das Blut. Daraus resultiert eine Unterversorgung des Gehirns mit Sauerstoff. Zunächst stellen sich Kopfschmerzen ein, die bis zur Bewußtlosigkeit führen.

Die Bewußtlosigkeit, die von der Hyperventilation herrührt nenn man auch Schwimmbad - Black - Out.

6.0 Quellennachweis

Axel Stribbe

Sporttauchen

Offizielles Lehrbuch für Sporttauchen

Rudolf Holzapfel

richtig tauchen

Uwe Hoffman

Sporttauchen Technisch-Methodische Hilfen für die Anfängerausbildung

Karl von Frisch

Du und das Leben Einführung in die moderne Biologie

Ausbilderhandbuch E, Lehrgangspaket DLRG

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