Auswirkungen von Sauerstoff-angereichertem Atemgas auf Sporttaucher: eine Feldstudie

Abstract

Einleitung Das Sporttauchen ist eine beliebte Freizeitbeschäftigung mit stetig steigender Teilnehmerzahl. Laut Tauchsportindustrieverband gibt es z. Z. in Deutschland ca. 406.000 Sporttaucher. Immer häufiger wird neben Druckluft auch Nitrox genutzt. Bei diesem Gasgemisch ist der Sauerstoffanteil höher als 21 %. Bisher wurde nicht detailliert untersucht, ob dieser erhöhte Sauerstoffanteil einem gesunden Taucher im Rahmen konservativer Sporttauchgänge schaden kann. Methodik An dieser Studie nahmen 25 erfahrene Taucher teil. Sie absolvierten im Walchensee zwei Tauchgänge, je einen mit Druckluft und einen mit Nitrox40 auf jeweils 25 m Tiefe und mit einer Grundzeit von 25 min. Vor den Tauchgängen wurde die Elastizität der Unterarmgefäße mittels Fluss-vermittelter Dilatation (FMD) bestimmt und eine Lungenfunktionsmessung mit Hilfe der Spirometrie und Oszillometrie durchgeführt. Ein Brustwand-EKG wurde abgeleitet, um über die Herzfrequenzvariabilität (HRV) Änderungen des autonomen Nervensystems zu erfassen. Während der Tauchgänge wurden Aufmerksamkeits- und Merkfähigkeitstests durchgeführt. Nach den Tauchgängen wurden die Elastizität der Gefäße und die Lungenfunktion erneut erfasst. Zu den Zeitpunkten 30, 60 und 90 min nach Tauchgangsende wurde mittels Doppler-Sonographie die Anzahl der Mikroblasen in der V. jugularis interna bestimmt. Ergebnisse In der herkömmlichen Spirometrie zeigten sich nur geringe Unterschiede zwischen Nitrox40 und Druckluft. Die forcierte Einsekundenkapazität (FEV1) war in der Nitrox-Gruppe gegenüber der Druckluft-Gruppe nicht signifikant vermindert. Der exspiratorische Spitzenfluss (PEF) war nach Nitrox-Atmung geringfügig niedriger als nach Druckluft. In der Oszillometrie hingegen zeigte sich eine Zunahme der peripheren Widerstände nach Nitrox-Atmung von durchschnittlich 9 %. Die Reactance nahm nach Nitrox-Atmung um durchschnittlich 11 % ab. Die Elastizitätsmessungen der Unterarmgefäße zeigten nach Druckluft-Tauchgängen eine geringfügige Zunahme des Spitzenflusses um 4,4 %. Nach Nitrox-Tauchgängen war die Gefäßelastizität deutlich reduziert. Der Spitzenfluss war um durchschnittlich 21,2 % vermindert und die Zeit bis zum maximalen Fluss war verlängert. Die Doppler-Sonographie zeigte sowohl nach Druckluft-, als auch nach Nitrox-Tauchgängen Mikroblasen in der Vena jugularis interna. Die Anzahl dieser Stickstoffblasen war nach Nitrox-Tauchgängen um 39 % reduziert. Sowohl der Konzentrations- als auch der Merkfähigkeitstest ergaben deutliche Unterschiede zu Gunsten von Nitrox. Die Merkfähigkeit war bei Nitrox- Tauchgängen um 34 % besser als bei Druckluft-Tauchgängen, die Konzentrationsfähigkeit war um 8,8 % besser erhalten. Die HRV hatte am Ende des Tauchganges gegenüber dem Anfang zugenommen. Eine Abnahme der Herzfrequenz lässt sich durch eine Aktivierung des Parasympathikus erklären, der bei der Nitrox-Gruppe stärker ausgeprägt war. Zusammenfassung/Schlussfolgerung Die vorliegende Studie weist Vor- und Nachteile bei der Verwendung von Nitrox nach. Zu den Nachteilen zählen eine Zunahme der peripheren Atemwegswiderstände und eine Abnahme der Gefäßelastizität. Als Vorteile zeigen sich eine deutlich verminderte Mikroblasenanzahl, eine besser erhaltene Konzentrations- und Merkfähigkeit und eine erhöhte Parasympathikus-Aktivität. Nitrox erweist sich unter den beschriebenen Bedingungen als ein zweischneidiges Schwert.

Introduction Sport diving is a popular leisure activity with an increasing number of participants. According to the German diving industries there are more than 406.000 recreational divers even in Germany. Nitrox is a more and more frequently used alternative breathing gas mixture with more than 21 % oxygen. So far there were no detailed investigations with recreational divers whether this increased oxygen content can lead to injuries during conservative sport dives in healthy divers. Methods During this study 25 divers undertook two identical dives, one with compressed air and the other with nitrox40 to a depth of 25 m with a bottom time of 25 min. Before and after diving the elasticity of forearm vessels was tested by flow-mediated-dilatation, lung function was investigated by spirometry and oscillometry, micro bubbles were detected by Doppler ultrasound in the vena jugularis interna at 30, 60 and 90 min after surfacing. During the dives an ECG was taken to investigate the heart rate variability (HRV) and a nitrogen narcosis test was performed. Results Diving with nitrox40 lead to an increased peripheral pulmonary resistance of 9 %, the reactance decreased about 11 %. The elasticity of the forearm vessels increased 4,4 % after compressed air diving and decreased 21 % after nitrox. Breathing nitrox lead to a reduction of the number of micro bubbles of 39 %. Using nitrox improved memory (34 %) and alertness (8,8 %). The HRV increased during the dive. The decreasing heart frequency shows a stronger activation of the parasympathetic nervous system during nitrox40 diving. Conclusion This study shows both advantages and disadvantages using nitrox40. As disadvantages we can see the increasing peripheral pulmonary resistance und the decreasing elasticity of blood vessels. Advantages are the significantly reduced number of micro bubbles, a better received memory and alertness and the increased activity of the parasympathetic nervous system. Nitrox appears as a double-edged sword.