Arterielle Katecholaminkonzentration und Herzfrequenzvariabilität beim Gerätetauchen mit Sauerstoff, Luft und Heliox als Atemgas

Abstract

Noch immer fallen, trotz hoch entwickelter Gerätschaften und guten Ausbildungsan-geboten, in jedem Jahr sowohl in Deutschland als auch weltweit in Urlaubsländern viele Hobby-Taucher einem Tauchunfall mit tödlichem Ausgang zum Opfer. Bei den anschließenden amtlichen Unfallanalysen kann zwar die Todesursache (z. B. Herz-versagen oder Ertrinken) einwandfrei festgestellt werden, das Geschehen in den letzten Minuten vor dem Exitus bleibt jedoch meist unerklärbar. Aus diesem Grunde sollte in der vorliegenden Studie mit der Arbeitsbezeichnung PROTOIS-PROJEKT untersucht werden, wie sich die Aktivität des sympathoadrener-gen Systems bei einem Tauchgang mit Drucklufttauchgerät bis in 44m Wassertiefe ändert, und ob die arterielle Katecholaminkonzentration als Maß der Aktivität des sympathoadrenergen Systems mit der Herz¬frequenz¬variabilität korreliert. Weiterhin sollte überprüft werden, ob die Aktivität des sympathoadrenergen Systems als Messgröße zur Beurteilung der momentanen Tauchfähigkeit herangezogen werden kann, um so ein beim Taucher aufkommendes Panikgefühl bereits im Vorfeld erkennen zu können. Um unproblematisch Blutproben entnehmen und weitere Messungen vornehmen zu können, wurden alle Tauchversuche im Tieftauchsimulator der DLRG in Berlin- Spandau (”Tauchturm”) durchgeführt, welcher zu diesem Zweck erheblich modifiziert wurde. Bei der Gestaltung der Versuchsmethodik wurden während eines Tauchprofils die Einflussgrößen Atemgas, Tauchtiefe und Submersion spezifiziert, um Auswirkun-gen ihren Ursachen eindeutig zuordnen zu können. Das zu untersuchende Tauch-profil mit Druckluft bestand aus zwei kurz aufeinander folgenden Submersionen von jeweils 15 Minuten Dauer unterschiedlicher Wassertiefe. Zusätzlich wurde ein kon-gruentes Tauchprofil mit Heliox21 (79 % Helium, 21 %Sauerstoff) als Atemgas und ein weiteres unter Sauerstoffatmung gefahren. Erstmals überhaupt wurden dabei Gerätetauchern während eines Tauchgangs bis in 44m Wassertiefe nach arterieller Punktion Blutproben entnommen. Hin-weise auf vergleichbare Untersuchungen ließen sich in der wissenschaftlichen Literatur nicht finden. Die Ergebnisse zeigen signifikante Absenkungen der Katecholaminkonzentrationen bei Noradrenalin und Adrenalin, wenn man die Ruhewerte vor den Tauchprofilen vergleicht mit den Werten am Ende der Submersionen, wenn sich die Taucher be-reits einige Minuten im Wasser befinden. Die Noradrenalinkonzentration sinkt um fast 30 Prozent, die Adrenalinkonzentration um etwa 40 Prozent. Die Tauchtiefe scheint dabei eine vernachlässigbare Einflussgröße zu sein. Teilweise war dieser Ef-fekt auch in den Werten der Herzfrequenzvariabilität wieder zu finden. Eine Korrelation konnte festgestellt werden zwischen Noradrenalin und pNN50 (r=0,79), r-MSSD (r=0,68) und LF/HF (r=0,67) sowie zwischen Adrenalin und pNN50 (r=0,69), r-MSSD (r=0,63) und LF/HF (r=0,76). Gemäß der Arbeitsbezeichnung dieser Studie / Doktorarbeit wurde jener Zu-sammenhang PROTOIS-Korrelation getauft. FAZIT: 1.) Ein Tauchgang ohne weitere Belastungen führt bei geübten Tauchern zur Abnahme der Sympathikusaktivität. 2.) Eine Weiterentwicklung der Messtechnik vorausgesetzt, kann das Ver-fahren der Herzfrequenzvariabilität zur Bestimmung der Sympathikusak-tivität verwendet werden.

In spite of sophisticated diving equipment and excellent offers of education every year a lot of SCUBA-divers in Germany and abroad die on their holiday trips. In most cases the reason for dying is certified by autopsy. But the events during the last min-utes of life remain uncertain. For this reason this study with the name PROTOIS-PROJEKT intended to find an an-swer to the following questions: What is the reaction of the autonomic-nervous-system to SCUBA-diving at a dept of 44 meters ? Is there an correlation between arterial catecholamine concentration and heart-rate-variability ? Is the activity of the autonomic-nervous-system a measure of the fitness for diving at this moment ? And can it be used to indicate a beginning panic-process ? To minimize every risk for the divers all SCUBA-diving was done in the deep- diving-simulator called TAUCHTURM-Berlin. In and around the TAUCHTURM many techni-cal modifications had to be performed for this special kind of SCUBA- diving. During the SCUBA-diving the influences of breathing-gas, dept and submersion were separated for the intention to relate effects unambiguous to their causes. The diving profile with air as a breathing-gas consisted of two submersion periods, one in a dept of 2 meters, another in the dept of 44 meters. Each of them lasted 15 minutes. Fur-thermore one SCUBA-diving with oxygen as breathing-gas and one with heliox21 as breathing-gas were performed in a congruent way. For the first time in history during SCUBA-diving arterial blood-samples were taken at a dept of 44 meters. Examinations like this could not be found in scientific literature. The results show significant decreases of Noradrenalin und Adrenalin concentration in plasma. The control values before diving were compared to the data at the end of both submersions, when the divers were for more than 10 minutes under water. The concentration of Noradrenalin decreases almost 30 Procent, the concentration of Adrenalin about 40 Prozent. The dept of water seems to make no difference to the effect. A corresponding effect can be found in part of the heart-rate-variability pa- rameters. Correlations could be certified between Noradrenalin and pNN50 (r=0,79), r-MSSD (r=0,68) and LF/HF (r=0,67) and also between: Adrenalin and pNN50 (r=0,69), r-MSSD (r=0,63) and LF/HF (r=0,76). In accordance with the internal name of the study it was called PROTOIS-Correlation.