Tauchmedizin Foren

Bin keine med. Koryphäe aber ma kuck`n....

Durch die Ruheatmung verliert der Mensch ca. 10% der gesamten Wärme mit zunehmender Tiefe kann der Wärmeverlust bis zu 40% betragen. Durch den Verlust der Körperwärme bzw. bei Kälte verengen sich die Blutgefässe was bedeuten würde, das der Körper und auch das Gehirn nur eingeschränkt mit Nährstoffen und auch O2 versorgt werden würde. Ausserdem sind folglich die Gewebe schneller mit N2 gesättigt, was dann im Fazit bedeuten würde, das die Zeit für den Tauchgang entsprechend reduziert werden sollte weil mit zunehmender Auskühlung und der damit verbundenen Unterversorgung die Körperfunktionen und die Steuerung der Sinnesorgane nur noch eingeschränkt funktionieren... Oder worauf willst du jetzt hinaus???


Grüsse Tino

Bin auch keine med. Koryphäe, trotzdem zu den drei Punkten meine laienhafte Sicht:

a) Wenn die Luft in die Lungen kommt, hat sie immer die 37 Grad Körpertemperatur angenommen -

Nie im Leben, schon gar nicht im Winter.
Nach einer Stunde unter Eis hat der Körper vermutlich nicht einmal mehr 36°C, wie sollen die Atemwege da die Luft noch hochheizen? Außerdem fällt bei der Atmung durch den Mund eine ganze Menge an Oberfläche weg, die normalerweise dazu da ist Luft zu erwärmen und zu befeuchten. Die Atemluft beim offenen System ist immer kälter als die Körpertemperatur und fördert die Auskühlung

b) das Atemzugsvolumen ist also unabhängig von der Außentemperatur der Luft

Ich weiß nicht, was mit Außentemperatur der Luft gemeint ist, vermute aber, dass es um die kalte Luft aus der Flasche geht.
Unabhängig davon denke ich, dass sich in erster Linie das AMV über die Atemfrequenz erhöht, nicht über das AZV. Zumindest bei mir beobachte ich, dass es bei erhöhtem Energieverbrauch ohne körperliche Anstrengung so ist. Wenn man allerdings schon vor Kälte schlottert mag es anders sein, soweit soll es aber ja gar nicht kommen.

c) Im Vergleich zu Wintersportlern... liegt die Belastung durch kalte Atemluft für einen gesunden Taucher wohl eher in einem moderaten Bereich

Kalte Luft verstärkt auch beim gesunden Taucher die Auskühlung, die schon durch das Wasser heftig genug ist. Kreiseltaucher bestätigen, dass es hochkomfortabel ist warme Luft zu atmen.
Auch wenn wir es nicht gleich merken, die Belastung durch die kalte Luft ist heftig.

@doris:
"Ich weiß nicht, was mit Außentemperatur der Luft gemeint ist, vermute aber, dass es um die kalte Luft aus der Flasche geht" -> exakt. Es geht um das Thema Flasche bei 20°, Flasche bei 0° oder noch kälter. Ein weiterer poster meinte, dass die Ausgangstemperatur aufgrund des joule thomson Effekts nicht so sehr die Rolle spiele (also die Temperatur der Atemluft an der zweiten Stufe nicht deutlich kälter wäre)

Ich sag mal zu den einzelnen Punkten (noch) nichts, bin ja der Fragesteller und würde gerne zunächst Meinungen sammeln. Was mich brennend isterressiert ist c) (ausgehend von einer angenommenen, tieferen Atemlufttemperatur)

@brauchnix; Danke, aber etwas das Thema verfehlt

"Ein weiterer poster meinte, dass die Ausgangstemperatur aufgrund des joule thomson Effekts nicht so sehr die Rolle spiele (also die Temperatur der Atemluft an der zweiten Stufe nicht deutlich kälter wäre) "

Nun denn, dann "laie" ich Dich noch ein bisschen mit meiner Meinung voll
Die Luft in der Flasche hat beim tauchen annähernd Wassertemperatur (egal, wie warm es draußen ist), kühlt durch die Ausdehnung noch ein wenig ab, muss dann allerdings durch den Schlauch zur zweiten Stufe, wo sie sich wieder auf Wassertemperatur aufheizen könnte. Ich habe keine Ahnung ob das stimmt, da ich nicht weiß, wie sehr oder wenig die Atemschläuche termisch isolieren. Vielleicht könnte ja einer der technisch beschlagenen etwas dazu schreiben.

Doch das stimmt.
Je niedriger die Wassertemperatur, desto niedriger natürlich der Aufheizungseffekt.
Aber wie gesagt - ob das bei gesunden Tauchern eine Rolle spielt gegenüber von Marathonläufern oder Biathleten, wage ich zu bezweifeln, zumal die Atemarbeit vergleichsweise sehr (!) gering ist und der Auskühlungseffekt beim Tauchen gewiss nicht nur bei Temperaturen um die 0 Grad Wassertemperatur auftritt.

IGL C.

Hier mein Halbwissen zum Thema:
Das Problem mit der Atemluft beim Tauchen ist nicht die Temperatur der Luft, sondern die Abwesenheit von Wasserdampf in der Selben - im Sommer, wie im Winter.

Zu vernachlässigen ist für das AZV ob die Luft in der Lunge nun auf 35° oder 37°C erwärmt wird. Der Volumenunterschied ist 1l zu 0,993l.
Den Alveolen mit einer Gesamtoberfläche von ca. 100m² wird es sicher gelingen 1l Luft (Atemzugvolumen)auf annähernd Körpertemperatur zu erwärmen.
Der Körpertemperaturverlust über die Atmung ist im Gegensatz zu jenem über Haut-Anzug–Wasser eher nicht von entscheidender Bedeutung. Dies wird erst bei endsprechenden Tiefen und anderen Atemgasen (Helium) interessant.
Unabhängig davon ist ein unterkühlter Körper selbstverständlich anfälliger für DCS.
In der Sportmedizin wird empfohlen ab einer Temperatur von unter -10°C kein Ausdauersport mehr im Freien zu betreiben, da hier durch die Temperatur aber vor allen Dingen durch trockene Luft die Schleimhäute der Atemwege gereizt werden können. Unterkühlung durch atmen ist kein Thema. Da beim Ausdauersport wesentlich größere AMV und Einatemtiefen erreicht werden als beim Tauchen ist also keine wesentliche gesundheitliche Beeinträchtigung durch kalte Luft beim Tauchen zu erwarten. Da das Tauchen unter Wasser stattfindet, werden Temperaturen unter -10° C für gewöhnlich auch nicht erreicht.
Es gibt also kaum nennenswerte Effekte durch die Temperatur des DTG auf die menschliche Physiologie.

Nun, in der Diskussion muss man einige Dinge voneinander unterscheiden. Ich bin in der Ausgangsdiskussion darauf eingegangen, dass die Einatemluft in der Lunge auf 37 Grad erwärmt wird. Das stimmt meines Wissens auch, wenn sie -20 Grad kalt ist.

Warum ich das für plausibel halte:
- Das Atemzugvolumen beträgt im ausgeglichenen Zustand 0,5-1L. Diese Menge Luft trifft auf 3-4 L der restlichen Vitalkapazität. Eine homogene Durchmischung der -20 Grad kalten mit der restlichen 37 Grad warmen Luft würde eine ca. 5L-Mischung von bereits über 20 Grad ergeben.
- Die Luft verteilt sich in 300 Mio. Alveolen auf eine sehr gut durchblutete Oberfläche von 100 m2. Der Wärmeaustausch braucht da wohl nur Sekunden...

Nur die Gliedmaßen und die Haut unterliegen physiologischen Temperaturschwankungen.

Das hat natürlich nichts damit zu tun, dass so kalte Einatemluft bei stark forcierter Atmung u.U. gesundheitlich relevant wird: Dies trifft aber vorwiegend die Bronchien und Bronchiolen, die nur den kleinsten Anteil des Luftvolumens beinhalten (nur 0,15l). Wenn man so will, werden von 1l Einatemluft nur 15% in diesem Totraum nicht so effektiv über die Alveolen erwärmt - aber immerhin etwas. Und da kommt tatsächlich beim Taucher der Nachteil zum Tragen, dass er i.d.R. die Nase nicht zum Anwärmen nutzen kann. Also: Kalte Luft kann die Bronchien infektanfällig machen, sie reizen, sie verengen sich um so mehr, je tiefer und schneller die Atmung (bis hin zum spastischen Anfall (Asthma) bei disponierten Personen), die Durchblutung wird durch den Kältereiz beeinflusst... Dennoch wird fast alles in den Alveolen letztlich auf 37 Grad erwärmt. (Damit steht bei eiskalter Flasche und 185 bar dieselbe effektive Luftmenge zur Verfügung, als bei warmer Flasche mit 200bar - weil die Luft sich in den Atemorganen nahezu gemäß der Körpertemperatur ausdehnt.)

Das bedeutet auch, dass über diesen hocheffektiven Wärmetauscher Lunge dem Körper viel Wärme entzogen werden kann, die er *sofort* wieder nachproduziert. d.h. die Kerntemperatur bleibt konstant, der Stoffwechsel steigt, damit der O2-Verbrauch und damit auch das Atemminutenvolumen - aber nicht aus primär physikalischen, sondern physiologischen Gründen.

Grüße
Klaus

"der -20 Grad kalten mit... " -> das ist jetzt aber nur als extrem-Beispiel gedacht, oder ? Eine solche Kälte entsteht an der zweiten Stufe nicht, hier haben wir nur die Expansionskälte von Mitteldruck auf Umgebungsdruck.

"sondern physiologischen Gründen. " -> darum steht es hier.

Ja klar, ist das ein Extrembeispiel. Damit wird mein Erklärungsversuch aber noch deutlicher?

Der Joule-Thomson-Effekt kann aber schon dafür sorgen, dass in der 1. Stufe die Luft auf -20 Grad abkühlt - und bei -15 Grad bin ich auch schon Ski gelaufen - da hat die Atmung durch die Nase nicht ausgereicht...

...will sagen, da musste ich auch durch den Mund atmen

... aus der 1ten Stufe atmen wir jedoch nicht Ne schon klar und dein Erklärungsversuch in allen Ehren. Die physiologischen Vorgänge sind mir durchaus bekannt (wäre ja schlimm, wenn nicht ), nur über den Grad der Auswirkungen von Atemluft im Bereich von 0-4° (das haben wir beim Eistauchen, das wissen wir Beide) gehen die Meinungen extrem auseinander. Deswegen will ich hier ja Meinungen von medizinisch vorbelasteten Tauchern einholen.

Ich wollt mich ja zunächst zurückhalten, da jedoch ein Teil der postings sich nicht wirklich nicht wirklich auf den Hintergrund der Fragen beziehen mal die Meinung eines meiner Ärzte (in Stichworten)

Kalte, trockene Luft fordert der Lunge extrem viel ab, durch Mundatmung sind untere Atemwege extrem belastet, alleine die zu erbringende Befeuchtungsleistung entspricht mehr als dem vierfachen, Kälte tut ihr übriges. Bronchien ziehen sich zusammen, die Alveolen auch, es kommt zu einer Trocknung und Kühlung der Schleimhäute.
Bei Beatmung von Patienten mit trockener und kalter Luft hat man festgestellt, dass Beatmung mit kalten und trockenen Atemgasen bereits nach einer Stunde Schädigungen des respiratorischen Epithels hervorrufen können, respektive nachweisbar sind und es zu Beeinträchtigungen der Surfactantaktivität kommen kann, damit einhergehend eben mit einer Verschlechterung des Gasaustausches (Stichwort O2).
"Es gibt also kaum nennenswerte Effekte durch die Temperatur des DTG auf die menschliche Physiologie. " -> das ist mir in diesem Zusammenhang denn doch etwas zu leicht dahergesagt.

Wie dem auch sei, diesem Thema könnte man in der Tauchphysiologie doch etwas mehr Aufmerksamkeit zu Teil werden lassen.

Ja -wir sind nicht weit auseinander... welche Meinungen gehen denn auseinader?

Kalte Luft ist eine Belastung. Mir fällt zu dem gesagten noch die Kreislaufbelastung bis zu Angina pectoris bei KHK Patienten ein.
Da die Alveolen nicht mit (glatten) Muskelzellen umkleidet sind, wundert mich aber, wie sie sich zusammenziehen können (doch wohl nicht Boyle-Marriotte ).
Aber das sind jetzt Spitzdfindigkeiten

Moinsen,
Das Atmen von Pressluft aus einer Tauchflasche hat zunächst die Auswirkung, das sich die Vitalkapazität verringert. Egal, ob unter Wasser oder nicht.
Quelle: Untersuchung von Tetzlaff e.a.
Bei mir als Heupferd wurde dabei noch ein Histamintoleranztest bei Bodyplethysmographie gemacht, wobei die Vc dramatisch zurückging, sich aber nach Gabe eines Bronchienerweiterungsmittels auf weit _über_ den unbeeinflussten Wert vergrößerte.

Ob sich nun die Luft immer auf 37° erwärmt? Klar ist, dass sie sich auf Körpertemperatur erwärmt. Und diesen dabei abkühlt. Wenn ich also abgekühlt bin, dann erwärmt sie sich nicht mehr auf 37°. So einfach ist das.
Oder auch nicht, denn sooo schnell sinkt die Kerntemperatur nicht. Ich hatte mal Anlaß, diese nach einem knapp 35-minütigen Tauchgang zu messen, es waren 36,8°.
Aber: Jeder ?? kennt das merkwürdige Gefühl, nach einer Woche Tauchen mit Pullover rumlaufen zu müssen, während Nichttaucher sich im T-Shirt räkeln.
Ich vermute, dass hier doch auch Dauer die Kerntemperatur über Tage sinkt. Das würde auch das Phänomen erklären, dass ich bei mir beobachte, nämlich das die Ausatemluft nach dem Tauchgang, selbst noch am Land nach Rückkehr des Boots, kondensiert. Ehrlich, kein Ektoplasma.

Gruß,
Matthias

Nachtrag: Bei langjährigen Tauchern und Berufstauchern stellt man häufig eine Verringerung der Atemleistung fest, i.e. eine Verringerung der FEV25-75.
Das heißt, wie schnell/viel man ausatmet, wenn man schon was ausgeatmet hat (25/50/75%).

" ...dass ich bei mir beobachte, nämlich das die Ausatemluft nach dem Tauchgang, selbst noch am Land nach Rückkehr des Boots, kondensiert."

Kann ich mir nur so erklären, dass die sehr warme, feuchte Luft in den Alveolen beim Ausatemvorgang in den unterkühlten Bronchien abgekühlt wird. Spricht dafür, dass die Bronchien kälter werden können, als die Kerntemperatur.

Ceterum censeo:
Es spricht bisher nichts gegen die Aussagen (s. OP):

"a) Wenn die Luft in die Lungen kommt, hat sie immer die 37 Grad Körpertemperatur angenommen -

b) das Atemzugsvolumen ist also unabhängig von der Außentemperatur der Luft."

O.k. Leichte Veränderungen sind in der Medizin immer möglich - statt 37 Grad wäre ich z.B. auch mit 36,8 einverstanden... und wenns mir vor Kälte die Kehle zuschnürt, auch klar. Aber sooo kalt ist die Luft ja gar nicht - sagt shuttle.

kwolf: "welche Meinungen gehen denn auseinander?" -> die von manchen Ärzten, z.B. die meines Arztes und des Arztes meiner Frau (Lungenarzt, bei dem war sie mal wg. einer Lungenentzündung) Letzterer hat gemeint, wir wären alle des Teufels mit unser Kaltwassertaucherei, das würde die Lungen mit der Zeit schädigen und hat angeführt, dass sie im Klinikbereich ja nicht aus Lust an der Freude Luftkonditionierung betreiben würden (bei Beatmungen), also Luft erwärmen und befeuchten. Der andere sah das etwas lockerer (selbst Taucher ).

"Spitzfindigkeiten" -> Spitzfindigkeiten find ich gut, ich liebe Spitzfindigkeiten (der MatV weiß das, der hat mir bei früheren Gelegenheiten sicher schon geistig 5x den Kragen umgedreht), aber zugegebenermaßen ist er ja nicht ganz unbeleckt wie man an obigem Beitrag wieder sieht
sorgt für Unterhaltung und (jetzt ernsthaft) auch für tiefergehendes Beschäftigen mit einem Thema, und das schadet nicht. Apropos Spitzfindigkeiten und deiner 37° Theorie: und wie ist nochmals die Inspirationstemperatur, der Aufwärmfaktor unter Berücksichtigung der Diffusionskälte die an den Alveolen enstehen? schon mal das mit in deine Gedanken einfließen lassen, häh? ... die Exspirationsluft hat übrigens nur noch 33° oder so was. Hat zwar mit dem Thema jetzt nicht wirklich allzuviel zu tun, hört sich aber schlau an

Oje - wie komm ich da wieder raus...

Also: Die trockene Taucherluft wird beim Atmen immer in den Luftwegen zunächst abgekült durch den Effekt, dass sie Feuchtigkeit aus den Epithelien entzieht und somit dort Verdunstungskälte entsteht (deswegen wird in der Anästhesie bei künstlicher Beatmung die Luft befeuchtet).Ist also unabhängig von der Vortemperatur der Luft. Die 33 Grad der Ausatemluft wusste ich nicht... Man lernt halt immer dazu

@ shuttle
" die Exspirationsluft hat übrigens nur noch 33° oder so was"

Das kann ich mir nicht vorstellen

Meiner Meinung nach hat die Luft genug Zeit gehabt, sowohl mit der Körpertemperatur von 37° als auch mit der Luftfeuchtigkeit von 100% ins Gleichgewicht zu kommen.
Hast Du da ne Quelle ?

BPR

Blaupunktrochen:

... auf die Schnelle: http://www.springerlink.com/content/kkp4005u563253t0

oder z.B. Schäfer/Kirsch, Beatmung, Auflage: 4. A. ISBN-10: 3437251821, Seite 145

Zitat: Exspiration: Während der Exspiration kühlt die Atemluft auf ca. 32°C ab und gibt dabei insgesamt etwa .... (perspiratio insensibilis) ...

google mal nach Exspiration und Temperatur oder Unterschied Inspiration / Exspiration oder so.

Nun ja - interessant, aber was bedeutet das für uns Taucher?

Mein Resumme:

- Kalte Atemluft entzieht dem Taucher Wärme, kurbelt den Stoffwechsel an und "strengt an". Taucher sollte im Winter auf Auskühlung besonders sensibel achten, u.a. auch, weil bei Wärmeverlust auch die Eigenwahrnehmung leidet.

- Kalte Atemluft wird zwar relativ gut toleriert, kann aber bei Dauerexposition oder hoher Atemleistung die Leistungsfähigeit und Gesundheit der Atemwege beeinträchtigen: Man soll wissen, was man tut.

- Auch sehr kalte Atemluft wird nahezu auf Körpertemperatur erwärmt.
Deshalb hat die Kälte des Wassers und der Flasche primär keinem relevanten Einfluss auf die zur Verfügung stehende Atemgasmenge (wohl aber auf das Atemminutenvolumen nach Pukt 1. und 2.)

"Deshalb hat die Kälte des Wassers und der Flasche primär keinem relevanten Einfluss auf die zur Verfügung stehende Atemgasmenge (wohl aber auf das Atemminutenvolumen"
Ich glaube nicht, dass je jemand der Meinung war, die "Kälte" des Wassers würde die Flaschenluftmenge (die Masse?) vermehren oder vermindern.
Ich glaube auch nicht, dass die *rein* physikalischen Aspekte der kalten Luft (höhere Dichte) zu *messbar* mehr AMV führen. Schon weil die Messung kaum möglich ist, man müsste ja 2 völlig identische Taucher (die es nicht gibt), ersatzweise eine größere Anzahl (sagen wir je 50) durchschnittliche Taucher, den genau gleichen Tauchgang gleichzeitig mal mit warmer, und mal mit kalter Flasche machen lassen, und dann auch noch exakt den Luftverbrauch messen, und statistisch auswerten.

Die geringen (physikalisch erklärbaren) Unterschiede treten praktisch auch nur auf, solange die Flasche noch warm ist, praktisch also in der ersten Viertelstunde (sagen wir mal), also wird der Unterschied noch kleiner. Da fällt es also leicht, eine Erklärung zu suchen, und zu sagen, es gäbe keinen Unterschied, weil ja die Luft sowieso im Körper erwärmt wird. Mir scheint das zu wenig zwingende Logik, denn die Einatmung endet ja wohl irgendwie (mehr oder weniger) bei einem bestimmten eingeatmeten Volumen, d.h. eine spätere Erwärmung und Ausdehnung spielt da gar keine Rolle, d.h. wenn der Effekt exakt Null sein sollte, müsste sich die eingeatmete Luft während der 1 Sekunde des Einatmens komplett auf 36°C erwärmt haben. Nicht erst Sekunden später ausgeatmete Luft.

Einfacher messen könnte man höchstens größere Unterschiede, wenn darüber hinaus das AMV aufgrund der Auskühlung des Tauchers selbst sich stark verändert. Das hängt dann aber auch vom Anzug ab, und verwischt dann ja auch noch die Möglichkeiten, Auswirkungen der kalten Luft eindeutig zu messen.

Mein laienhaftes Fazit:
Ich weiß es ja auch nicht. Es geht sowieso alles an Erklärungsversuchen im allgemeinen Rauschen unter, also sagen wir doch einfach gleich: Jeder Tauchgang ist sowieso anders, der Einfachheit halber rechnet man aber mit einem von der Lufttemperatur unabhängigen AMV.

Ich denke auch, das der Einfluß verschiedenster Dinge eine so große Bandbreite an Messungen bewirkt, dass sinnvolle Meßreihen nur mit einem immensen apparativem Aufwand möglich wären. (kontrollierte Wassertemperatur, kontrollierte Flaschentemperatur,-Druck, Mitteldruck, Kalibrierung auf respiratorischer Quotient, Lungenvolumen, Atemzugvolumen, BMI, Blutvolumen, Metabolismus, KOH-Reserve, etc. pp.

Roland Schmidt (Airscan) hat übrigens mal die Temperaturen in ersten Stufen gemessen. Ziemlich kalt... WIMRE z.T. 20° kälter als Umgebung.
Von alten Zweischlauchautomaten ist bekannt, das sie gelegentlich mal Eisbröckchen mit der Luft mitschicken. Die Erwärmung der Luft über einen Mitteldruckschlauch ist gering.
Meine Erfahrung bei Druckluft: Am wärmsten ist Atmen aus einem Zweischlauchautomaten, danach auch metallischen 2. Stufen.

@Shuttle: Hab mal geklickt, ist ja interessant. Sind aber Daten aus Tierversuchen, wie die durchgeführt wurden, möchte ich eher nicht wissen.
Beim weiterklicken fand ich dieses Hübsche:
http://www.archive.org/stream/handbuchderphysi0101nage/handbuchderphysi0101nage_djvu.txt

Sind zwar jede Menge Scanfehler drin, aber man richtig historisches Gruseln. C. Bohr war übrigens der Vater von Niels Bohr.
Gruß,
Matthias