Hyperventilation und Tauchen

Der Atmungsvorgang des Menschen ist ein vorwiegend unwillkürlicher Vorgang. Allerdings können wir bewusst in das Atmungsgeschehen
eingreifen, die Atmung also manipulieren. Das kann allerdings lebensgefährlich werden ...

Unter Hyperventilation versteht man eine bewusste Steigerung der Atemtätigkeit durch schnelles, tiefes Einatmen.
Auswirkungen der Hyperventilation und nähere Angaben finden Sie in Material 2.
Intensive Hyperventilation kann gefährlich werden: Dem Betroffenen wird häufig während der Hyperventilation übel und schwindelig; Ursache ist die Wirkung eines veränderten pH-Wertes im Gehirn. Diese Störung kann bis zu Ohnmachtsanfällen führen. Ist der Betroffene dann allein, kann es lebensgefährlich werden, denn häufig setzt nach der Hyperventilation die Atmung aus und der Mensch kann im Extremfall sterben.
Tauchen stellt für den menschlichen Organismus eine besondere Belastung dar. Dabei spielt zum einen das Aussetzen der Sauerstoffaufnahme, aber auch der enorme Wasserdruck in der Tiefe eine wichtige Rolle. Nähere Angaben finden Sie in Material 3.

Materialien

Material 1: Atemzeitvolumen (Untersuchungsergebnisse)



Altersgruppe

15 - 18 J.

20 - 25 J.

45 - 50 J.

Stichprobenzahl n

111

114

102

Mittelwert

8,28 l/min

8,50 l/min

7,90 l/min

nach dem T-Test ergibt sich ein t-Wert von



Vergleichswerte:

t = 1,26



t0,05 = 4,30

t0,01 = 9,93

 

t = 3,84



t0,05 = 2,00

t0,01=2,63



Material 2: Hyperventilation

Material 2 zeigt Partialdrucke einer Versuchsperson vor und während einer Hyperventilation
(Dauer der Hyperventilation: 40 s)



Material 3a: Partialdrucke während des Tauchens
Die folgenden Angaben beziehen sich auf Tauchen ohne jedes Hilfsmittel (“Freitauchen“), also ohne Schnorchel oder künstliche Atemhilfe.
Die Tauchdauer ist normalerweise dadurch beschränkt, dass nach einer gewissen Zeit der Drang zu Atmen immer stärker und schließlich unwiderstehlich wird. Dieser Mechanismus zwingt den Taucher dazu, sich schnell an die Oberfläche zu begeben.
Geübte Taucher steigern die Tauchdauer dadurch, dass sie vor dem Tauchen intensiv hyperventilieren. Allerdings muss der Taucher sehr genau wissen, wie er dieses Mittel einsetzt, denn es kann sein, dass er in der letzten Tauchphase (kurz vor der Oberfläche) ohnmächtig wird und ertrinkt, wenn er keine Vorsichtsmaßnahmen ergriffen hat (Helfer an der Wasseroberfläche).




Zum Vergleich: Partialdrucke beim Tauchen im Flachwasser (direkt unter der Oberfläche)





Material 3b: Die Taucherkrankheit

Diese Krankheit tritt bei Extremtauchern auf, die besonders tief tauchen und sehr schnell an die Oberfläche zurückkehren. Gerade bei Druckluftatmung unter Wasser ist sie zu beobachten, da in diesem Falle die natürliche Zeitbegrenzung durch den Atemzwang fehlt und der Taucher tiefer als ohne Hilfe tauchen kann. Man kann diese Krankheit aber dadurch verhindern, dass der Taucher sehr langsam aus der Tiefe aufsteigt.
Die Symptome der Taucherkrankheit sind starke Schmerzen an gesamten Körper und Besinnungslosigkeit; auch nach dem Auftauchen kann der Betroffene noch an der Krankheit sterben. Bei der Autopsie zeigt sich dann, dass die kleinen Blutgefäße in Muskeln, Herz und Gehirn nicht mehr für das Blut durchlässig sind, da sie durch kleine Gasblasen verstopft sind (Gasembolie).

Versuche zeigen, dass die Krankheit nicht auftritt, wenn man statt Druckluft ein anderes Gasgemisch verwendet:

Zusammensetzung: 22 % Sauerstoff + 78 % Helium

Helium ist ein Edelgas, das sich nicht in Wasser löst.
Chemisch ist es völlig inert, d.h. es reagiert in keiner Weise mit irgendeinem Stoff des Stoffwechsels.



Hauptsächlich verwendete Literatur:
1. dtv-Atlas der Physiologie, S. 106f
2. Morike/Betz/Mergenthaler, Biologie des Menschen, v.a. S. 384
3. NATURA 3
4. Nützliche INTERNET-Links zum Thema:
http://www.freediving.de
http://www.netcologne.de/kfc/awmf.htm


(Daten verändert)
Copyright H.D.Lichtner