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Luftverbrauch

Geändert von ---Felix---,

Hallo,

bei größeren Tiefen steigt ja bekanntlich der Umgebungsdruck um etwa 1 Bar je 10m Tiefe. Dadurch wird auch die Atemluft komprimiert und der Sauerstoffverbrauch beim Tauchen ist größer als an der Wasseroberfläche. Aber warum?

Atmet man unter Wasser das selbe Luftvolumen ein wie an Land? Dieses würde dann ja, nicht prozentual aber in der Menge, mehr Sauerstoff enthalten. Bleibt der Sauerstoffverbrauch gleich, also atmet man wie an der Oberfläche 17% Sauerstoff und 4% CO2 wieder aus (bei 21% Sauerstoffgehalt in der Luft)? Wenn dies so wäre würde der Körper aber ja trotzdem gesamt mehr Sauerstoff aufnehmen.

Über eine konstruktive Antwort würde ich mich sehr freuen.

Grüße

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01.04.2019 23:02
Hi,

man atmet einfach das gleiche Volumen, aber damit natürlich die vielfache Stoffmenge: In 20m Tiefe bei 3bar Druck also die dreifache Menge. Wenn man nun einfach mal annimmt, dass Anstrengung und alles in der Tiefe gleich bleiben sollen, dann ändert sich an Deinem Stoffwechsel nichts. Die Ausatemluft hat daher einen prozentual größeren Sauerstoffanteil als die an der Oberfläche. Das hat beim sehr tiefen Tauchen sogar Konsequenzen: Da können Taucher hypoxische Gemische, im Extremfall sogar solche die so wenig Sauerstoff enthalten dass man an der Oberfläche sehr schnell ersticken würde, prima atmen.
01.04.2019 23:47
Perfekt, danke euch beiden!

Mit dem Partialdruck hatte ich mich auch schon beschäftigt, konnte damit aber meine Frage nicht beantworten.

Da die Belastung und das Luftgemisch ja aber unverändert bleiben ergibt es ja Sinn, dass der Stoffwechsel ebenfalls gleich bleibt und die ausgeatmete Luft prozentual einen größeren Sauerstoffanteil hat. Mir war bloß nicht bewusst, ob der überschüssige Sauerstoff aufgenommen werden "muss" und im Zweifel schädlich ist oder ob der Körper nur den benötigten Sauerstoff aufnimmt.
02.04.2019 00:39
Es geht nicht um die Prozente ,
egal ob Mount Everest oder deine 100bar Flasche
Es sind immer ca 21% Sauerstoff , der Partialdruck ändert sich entsprechend dem Umgebungsdruck. Und darüber definiert sich wieviel Sauerstoff dein Körper aufnimmt.
Steht doch im Link , von zu wenig ( Mount Everest)
bis toxisch.

Gruss
nandersenIANTD CCR
02.04.2019 00:44
Ja. O2 kann schädlich sein.

Zunächst mal ist Deine Annahme in etwa richtig. Dein Körper vermetabolisiert die gleiche Menge O2 bei gleichbleibender Anstrengung. Beim Tauchen mit Kreislaufgeräten geht man von ca. 150-1000ml/min normobar aus. Steht diese O2 Menge in ausreichender Menge zur Verfügung sättigen Deine Erys auf und Dein Blut sollte eine ausreichende Sauerstoffsättigung besitzen.

Bei steigender Tiefe steigt bei gleichbleibendem gemisch also der Po2 und somit kann das Gasgemisch gern magerer werden. Von den an der Oberfläche üblichen 0.21bar steigt es also konstant an, in Deinem EAN Kurs lernst Du die MOD zu berechnen und verwendest einen oberen PO2 von 1.4. Später, wenn du beschleunigte Dekompression anwenden willst wird kurzzeitig der PO2 auf 1.6 erhöht. Man spricht hier von einem hyperoxischem Gemisch.

Was die O2-toxizität angeht gibt es für Taucher hier generell zwei wichtige Faktoren, die akute Problematik bei der im Plasma und Gewebe ansteigende Sauerstoffspiegel zu Krämpfen und Bewusstlosigkeit führen kann (Hyperoxie)- sowie die Schädigung durch die oxidative Wirkung durch den O2 und dessen Radikale.

Diese Wirkungen werden im Allgemeinen durch den PO2 sowie %CNS (was praktisch Partialdruck * Expositionszeit ist) ausgedrückt. CNS deshalb weil zunächst das Nervensystem betroffen sein würde.

Übrigens ebenso problematisch wie der O2 den Du aufnimmst kann das CO2 werden, dass Du abatmest... Aber das ist ein anderes Kapitel.





02.04.2019 01:07Geändert von Dominik_E,
02.04.2019 01:14
@Marko32...seine Frage war aber nicht, ob die frische Luft aus der Flasche auf z.B. 20m auch 21% O2 enthält (tut sie), oder welchem ppO2 das entspricht und welche Konsequenz das haben kann (0,63bar und keine Konsequenz weil weit weg vom toxischen Bereich). Sondern ob die _ausgeatmete_ Luft dort auch ca. 17% Sauerstoff und 4% CO2 enthält (beides nicht, sondern mehr als 17% Sauerstoff und weniger als 4% CO2). Die "zu viel" zur Verfügung stehende Sauerstoffmenge wird also gerade _nicht_ proportional mehr verstoffwechselt, und der "zu viel" vorhandene Sauerstoff wird auch nur zu einem kleinen Teil (sicher nicht exakt null, aber sehr klein) im Körper gelöst, sondern geht beim Atmen verloren...
02.04.2019 07:20
Wenn der Sauerstoff bei hohem Druck
nur als kleiner Teil gelöst wird und der Rest
beim Atmen verloren geht , warum bekommst du
dann eine Sauerstoffvergiftung ?

arureusCMAS-TL**, Nitrox**
02.04.2019 08:27
Moin!
Paul-Bert-Effekt!?
lorrain-Smith-Effekt!?
CO2-Spiegel im Blut als Atemstimmulanz!?
Spätestens bein Nitrox-Schein sollte das Ausbildungsinhalt sein.
Ansonsten geht auch heute noch der Trend für den interessierten Laien zum Zweit- und gar Drittbuch!
(Ein Buch ist das aus Papier, also ohne Stromaufnahme und WLanAnbindung)
Grüße
SolosigiPADI DM, RAB/VDST CCR Tec, Poseidon SE7EN CCR
02.04.2019 08:54
@Marco
der Mensch ist "von Natur aus" gebaut um in einer "normalen Umgebung zu leben und zu funktionieren" bezogen auf die Atmosphäre.
Und diese "Normalbedingungen" sind eben ein ppO2 (Sauerstoffpartialdruck) von ca. 0,16 bis 1,6bar. Der Mensch hat also eine Tolleranz von immerhin dem Faktor ca. 10!
Wenn jetzt zu wenig ppO2 da ist, z.B. am Mount Everest in 8.800m, kann der Körper nicht mehr genug O2 aufnehmen und du "erstickst".

Wenn jetzt zu viel O2 da ist (ppO2 von deutlich über 1,6bar) dann können für deinen Körper 2 Effekte eintreten:

1.) Eher wenig ppO2 über einen langen Zeitraum = Lorrain Smith Effekt: Auf Grund der langen Einwirkzeit des radikalen O2 "verklumpen" deine Lungenbläschen. Daher kannst du über die Lunge nur mehr weniger oder gar keine O2 mehr aufnehmen = Sauerstoffvergiftung!

2.) Wenn in kurzer Zeit ein hoher ppO2 auf deinen Körper einwirkt, kann "sich der O2 an deine Nervenenden anhängen" = Paul Bert Effekt. Und da der Sauerstoff "ein radikaler" Geselle ist" kann er da einiges anrichten und z.B. eine Art Epilleptische Anfälle auslösen. Ein derartiger Anfall ist an sich ja nicht gefährlich z.B. in einer Druckkammer aber unter Wasser kannst du auf Grund dieses Anfalles den Automaten verlieren und eventuell nicht mehr wiederfinden oder (auch den Oktobus) nicht mehr "in den Mund finden". Daher spricht man auch da von Sauerstoffvergiftung.

Zu deiner ursprünglichen Ausgangsfrage gab es schon viele gute Antworten. Vielleicht als Ergänzung dazu noch: was ist mit dem "überschüssigen Sauerstoff"?. Der wird ganz einfach abgeatmet. Die Ausatemluft hat eben einen höhren O2 Gehalt.

Gruss
Solosigi
nandersenIANTD CCR
02.04.2019 09:01
(Ein Buch ist das aus Papier, also ohne Stromaufnahme und WLanAnbindung)


oO na das glaube ich aber jetzt nicht. Von so einer Weltneuheit hätte man doch schon auf einer Messe hören oder in den Medien lesen müssen. Funktioniert bestimmt per Blootooth. Energieloser Datentransfer- das ist Science Fiction.
02.04.2019 09:12
Marko, natürlich wird für das Auslösen der Vergiftung ein klein wenig O2 zusätzlich verbraucht. Ist ja schließlich ein chemischer Prozess. Das ist aber extrem wenig, das braucht man bei den Prozentzahlen nicht zu berücksichtigen.

arureus, es wäre großartig, wenn man hier mal drauf verzichten könnte in einem ziemlich selbstgerechten Tonfall die in diesem Forum leider üblichen "in einem guten Kurs lernt man das" und "geh ein Buch lesen" Kommentare zu posten. Die Frage des OP ist vollkommen berechtigt, und wird doch hier auch sinnvoll beantwortet. Und Du scheinst das ja eventuell selbst nicht ganz verstanden zu haben: Die Sauerstoffvergiftung wird bei höherem CO2 - Spiegel (also z.B. wenn man unter Wasser statt in der Kammer bei gleichem ppO2 ist) nicht wahrscheinlicher weil der Atemreiz stärker würde (was so ist, aber für die Vergiftung nicht entscheidend), sondern weil sich die Blutgefäße im Gehirn weiten.
kwolf140614413-1; Nitrox**
02.04.2019 10:36
Mal noch ein wenig physiologischer Hintergrund: Sauerstoff wird im Blut auf zwei Arten transportiert: An Erythrozyten gebunden und in der Blutflüssigkeit gelöst. Unter normalem Oberflächendruck ist entsprechend der Löslichkeit der gelöste Anteil gering und wird auch als erstes verstoffwechselt. Den Großteil des vom Stoffwechsel benötigten O2 “nimmt” sich der Körper von der Erythrozyten. Was nicht benötigt wird, bleibt einfach an den Erys gebunden. Deshalb spielt es auch bei Gesunden keine Rolle unter Normaldruck, wenn die Luft einen höheren Sauerstoffanteil hat, außer langfristig in der Lunge selbst, denn nur die kommt mit höherer Sauerstoffmenge in Berührung.
Unter höherem Umgebungsdruck steigt die Löslichkeit des O2 in der Blut- und und Gewebsflüssigkeit und der Anteil des gelösten O2, der oxidativ wirkt: Die Toxizität nimmt zu, auch wenn an den Erythrozyten trotz der höheren Menge in der Einatemluft nicht mehr O2 transportiert wird. Der Stoffwechel selbst benötigt auch nicht mehr.
Auf großer Tiefe muss man also den Anteil des gelösten O2 in reduzieren. Dies geschieht durch geringere O2 Konzentration in der Atemluft. Und an den Erythozyten ändert sich immer noch nichts (außer natürlich, man nimmt zu wenig mit). Und die Menge an O2, die man verstoffwechselt und in der Bilanz als CO2 abgibt ist in jeder Tiefe und bei jedem Gemisch gleich.
02.04.2019 10:54
...und vermutlich trägt auch ein Teil O2 zur Narkose bei (Narkoseindex nahe an dem von Stickstoff). Ausprobieren geht halt sehr schwer, wenn man EAN50 bei 5bar atmet mischt sich das mit den O2-Vergiftungs-Symptomen...
Gelbe MaskeAbz. "Für gutes Wissen" (Gelb)
02.04.2019 15:44
Könnte es (abgesehen von o.g. in sog. "Büchern" incl. eBooks lesbarem Basiswissen) evt. möglich sein, dass man aufgrund des Überangebots an Sauerstoff in größerer Tiefe etwas leistungsfähiger wird, vergleichbar mit einem Sauerstoff atmenden Sportler an der Oberfläche?
kwolf140614413-1; Nitrox**
02.04.2019 16:01Geändert von kwolf1406,
02.04.2019 16:06
Nein. Sauerstoffatmen bringt beim Sportler nichts signifikantes: Analoges haben ja Leistungssportler versucht, mit dem Ergebnis, dass nur eine Erhöhung der Erythrozytenzahl etwas bringt: Legal durch Training in dünner Luft, oder illegal mit EPO. Außerdem, und das ist wohl der Knackpunkt, bekommt man bei körperlicher Belastung auf Tiefe Probleme mit dem gebildeten CO2 (letztlich ein Essouflement) - je mehr O2 verbraucht wird, desto eher.
02.04.2019 16:42
Flasche: aus dem vorstehenden Grund hattet Ihr doch in Kienbaum so eine schöne UNTERdruckkammer eingerichtet...ssst
02.04.2019 16:45
BTW: warum waren eure Breitkreuzleistungsschwimmerinnen immer so stark behaart? wink2
Gelbe MaskeAbz. "Für gutes Wissen" (Gelb)
02.04.2019 16:46Geändert von Gelbe Maske,
02.04.2019 16:50
"ihr"?
"Wir" (tm) sind das Volk!

Nun, dann wären ja solche Sachen Lug und Trug:
https://www.aktivshop.de/gox-die-mobile-sauerstoffversorgung
Das kann doch nicht sein!

P.S.
Behaarung:
Die Epilierer- und Rasiererwerbung war noch nicht so fortgeschritten wie im Westen.

Gelbe MaskeAbz. "Für gutes Wissen" (Gelb)
02.04.2019 17:08
@kwolf
Danke, aber es gibt (im Gegensatz zu Versuchen, Minuten oder Stunden vor dem Sport Sauerstoff zu tanken) hier ja einen Unterschied: Evt. physikalisch gelöster O2 ist hier permanent am Mann, vergleichbar einem Sportler mit umgeschnallter Sauerstoffflasche. Ich dachte, es könnte da, bzw. vergleichbar O2-Maske beim Ergometer, doch Vorteile geben. Durch schnellere Atmung beim Sport wird die Erythrozytenzahl ja auch nicht erhöht, nur die Lunge besser be/entlüftet.

kwolf140614413-1; Nitrox**
02.04.2019 18:50Geändert von kwolf1406,
02.04.2019 18:58
@ GM: dein Link: “Die Portion Sauerstoff für Zwischendurch” - ich schmeiss mich weg Mit Sauerstoff wird viel Scharlatanerie betrieben.

Sauerstoffmaske bei der Ergometrie kenne ich jetzt nicht (bin aber da auch kein Spezialist), sondern eine Atemmaske, um die Ausatemluft zu analysieren zur Bestimmung der Sauerstoffaufnahme. Der Sportphysiologische Parameter ist die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max). Diese wird m.W. beeinflusst durch die Lungenfunktion/Diffusionskapazität, max. Herzminutenvolumen, Flusswiderstand in den Muskelkapillaren, Mitochondriendichte und der Transportkopazität des Blutes. Damit eben nicht auch das O2-Angebot in der Atemluft aus den von mir schon genannten Gründen.

02.04.2019 19:24
Ganz eindeutig ist das nicht. Eine Weile lang war ja das Atmen von reinem Sauerstoff vor sportlicher Höchstleistung eine Art von unerlaubtem Doping. Und eine ganze Branche der Medizin nutzt ja unsere Druckkammern mit, u.a. in der Hoffnung besserer Wundheilung. Sicher, da wird so einiges einer echten Prüfung nicht standhalten. Aber ich bin nicht sicher, ob die Transportkapazität des Blutes wirklich immer limitierend ist.
kwolf140614413-1; Nitrox**
02.04.2019 21:58
Nunja, wenn ein Effekt messbarist, dann imho allenfalls auf dem absoluten Leistungsgipfel - den unter Wasser in größerer Tiefe (s.o.)...?

GarfiSchnorchelabzeichen
02.04.2019 22:04

Ja, aber das ist bei Vollmond aktivierter, juwelierter, rechtsdrehender, medizinischer Bio Aktivsauerstoff.
Der hilft außerdem noch bei:

  • Bandscheibenvorfall
  • Schuppenflechte
  • Kurzsichtigkeit
  • Verfolgungswahn
  • Vorzeitige Ejakulation
  • Computer- und Spielsucht

Schlauer macht er leider nicht.
Übrigens: Der 1. April ist der einzige Tag im Jahr, an dem viele Leute darüber nachdenken ob das, was sie im Internet lesen, wirklich stimmt.



kwolf140614413-1; Nitrox**
02.04.2019 22:50
Gelbe Maskes Link kam aber erst am 2. April. tongue2 Und die Eingangsfrage habe ich schon öfters gehört popcorn
02.04.2019 23:13
Die Eingangsfrage ist vollkommen berechtigt. Ich erinnere auf Facebook eine ziemlich aggressive Diskussion weil jemand von einem linearen Ansteigen des Sauerstoffverbrauchs mit dem Umgebungsdruck ausging, und damit dann argumentieren wollte, dass man beim Tauchen so krass viele Kalorien verbrauchen und abnehmen würde(!)
Ist aber kein Grund zur Häme, so eine Diskussion könnte hier genauso stattfinden baeh

Natürlich wird es keinen beim Tauchen merklichen Effekt der Leistungssteigerung geben. Ich würde ebenfalls vermuten, dass man sich wegen CO2-Retention und dessen Narkose-Effekt in die gegenteilige Sackgasse manövriert wenn man es versucht.
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