Medizin

Heute wird davon ausgegangen, dass sich das Leben zuerst im Wasser entwickelt hat. Erst später sind dann daraus die Landlebewesen entstanden. Überbleibsel davon finden wir auch heute noch in unserem Körper vor. So ist zum Beispiel unser Blut mit ähnlichen Salzen und in ähnlicher Konzentration wie im Meerwasser versehen. Man vermutet, dass dies ein Relikt aus der „Fischzeit“ der Menschen ist. Auch finden wir beim menschlichen Embryo bis zum 30. Tag der Schwangerschaft Kiemenbögen.

Nicht zuletzt erinnern einige Mechanismen im menschlichen Körper an die Zeit im Wasser.

So ist bei Babys zum Beispiel ein Reflex bekannt, der beim Kontakt mit Wasser die Luftwege verschliesst. Dies macht durchaus Sinn, denn vor und bei der Geburt befindet sich das Baby in einem wässrigen Medium. Ein unbewusstes Luftschnappen wäre tödlich.

Ein weiterer Schutzmechanismus ist der sogenannte Tauchreflex. 1941 konnte Irving beweisen, was bei Enten bereits bekannt und beim Menschen schon lange vermutet worden war: Taucht der Mensch unter, kommt es sofort zu einer Senkung des Herzschlages, Bradycardie genannt, und zu einer geringeren Durchblutung der äusseren Extremitäten. Der Körper schaltet in den Spargang. Bei kalten Temperaturen verstärken sich diese Symptome. Heute wird vermutet, dass sich die Rezeptoren im Mund- und im Nasenbereich befinden.

Der Tauchreflex ist zwar bei jedem Mensch vorhanden, jedoch ist die daraus resultierende Bradycardie bei Apnoetauchern oft um ein wesentliches stärker. Als absoluter Rekord bei einem gesunden Taucher wurde auch schon ein Puls von 9 Schlägen in der Minute gemessen. In der Regel sinkt der Puls bei Freitauchern unter 40 Schläge pro Minute. Bei einer so tiefen Herzschlagfrequenz wird der Puls instabil, Herzrhythmusstörungen sind die Folge. Diese sind aber auch von anderen Ausdauersportarten bekannt und haben keine krankhafte Bedeutung.

Eine Bradycardie setzt auch schon rein durch das Anhalten der Luft ein. Dieser Reflex, so hat sich gezeigt, ist bei trainierten Tauchern sehr viel stärker als bei untrainierten.

Der Vorgang der Gefässverengung in der Peripherie setzt auch schon mit dem Atemanhalten ein und wird durch das Eintauchen verstärkt. Durch die Verengung kommt es zu einer schlechteren Blutversorgung der Peripherie und gleichzeitig steht den wichtigen Organen im Bauch und im Kopf mehr Blut und damit auch mehr lebenwichtiger Sauerstoff zur Verfügung. Der Blutdruck bleibt während der ganzen Zeit konstant, was bedeutet, dass der Herzschlag gesenkt wird.

Bei gewissen Tätigkeiten (z.B.: auch das Rauchen), die über längere Zeit ausgeübt werden, gewöhnt sich der Körper Reflexe an, die auf ein bestimmtes Signal hin ausgelöst werden. Dieses Signal kann bei einem Raucher zum Beispiel der blosse Anblick einer Zigarette sein. Beim Apnoetaucher, so wird vermutet, genügt bereits der Anblick des Wassers, damit sich sein Körper reflexartig auf die Zeit unter Wasser vorbereitet. Dies geschieht unbewusst, kann aber durch häufiges Training verstärkt werden.

Jeder Mensch hat also, im Grunde genommen, ein gewisses Potential, um unter Wasser besser zurecht zu kommen. Apnoetauchern gelingt es, dieses Potential vorallem durch Training voll auszuschöpfen. Die optimale Ausnützung der natürlich vorhandenen Mechanismen ist sicher einmal ein Grund für die scheinbar übermenschlichen Leistungen der Apnoetaucher.

Hierbei gibt es jedoch geschlechtsbestimmte Grenzen: Frauen können aufgrund ihres von Natur aus kleineren Lungenvolumens gar nicht an die Tauchtiefen der besten Männer herankommen.

Bei jedem Taucher stellt sich früher oder später das Problem der extremen Druckunterschiede. Dabei unterliegen alle Taucher den gleichen Gesetzen (es sei denn, sie sind durch einen Tieftauchanzug geschützt). Trotzdem gibt es Unterschiede zwischen Geräte- und Apnoetauchern.

Der Gerätetaucher kann sich genügend Zeit für den Druckausgleich nehmen, da er ja einen zusätzlichen Sauerstofftank mitträgt. Beim Apnoetaucher hingegen muss alles sehr schnell gehen. Hinuntertauchen, wenden, auftauchen. Folglich muss auch der Druckausgleich ungleich schneller erfolgen als beim Gerätetaucher. Den aktiven Druckausgleich im Mittelohr schafft der Taucher durch das Öffnen der Eustachischen Röhre[1]. Hierzu stehen ihm zwei Möglichkeiten zur Verfügung.

Beim Valsalva-Manöver erfolgt der Druckausgleich über die Lunge, wobei durch einen Überdruck im Rachenraum die Eustachische Röhre geöffnet wird. Beim Frenzel-Manöver wird diese Öffnung von der Zunge mechanisch erzwungen. Dazu muss die Zunge, wie beim Schlucken, an den Gaumen gepresst werden.

Obwohl das Vasalva-Manöver weitaus bekannter ist, raten viele Taucher und Tauchmediziner heute von seinem Gebrauch ab. Dafür gibt es mehrere Gründe: Einerseits erfolgt der Druckausgleich durch eine (leichte) Kontraktion des Zwerchfells und damit verbunden der Lunge. Dabei entsteht auch ein Druck auf die zum Herz führende Hohlvene. Bei ungefähr 25% aller Menschen ist dies unter Wasser gefährlich, da bei ihnen noch ein offenes Foramen Ovale besteht. Die Verbindung zwischen linker und rechter Herzkammer, die beim Embryo besteht, ist nur ungenügend verwachsen. Dadurch kann das Blut den Herz-Lungen-Kreislauf umgehen. Dies geschieht unter normalen Umständen in so kleinem Masse, dass keine Probleme entstehen. Unter Druck kann es aber zu Komplikationen kommen. Im Blut vorhandene Gasblasen umgehen denn Lungenkreislauf umgehen und die Gefahr einer Gasembolie in wichtigen arteriellen Gefässen vergrössert sich.

Ausserdem erfolgt beim Valsalva-Manöver ein gewaltsamer Druckausgleich, der unter Umständen zu einem explosionsartigen Einströmen der Luft in das Mittelohr führen kann. Dabei kann es zu einer Verrenkung der Gehörknochen kommen und/oder das Trommelfell kann platzen, was zu einem sofortigen Orientierungsverlust führt und unter Wasser meistens tödlich endet.

Die Frenzel-Methode ist bei weitem schonender, da der Druckausgleich bei mechanisch geöffneter Eustachischen Röhre viel sanfter abläuft. Deshalb wird diese Methode von vielen Tauchern und Tauchärzten empfohlen.

In den anderen starren Körperhöhlen erfolgt der Druckausgleichautomatisch, falls sie nicht durch Vereiterungen verschlossen sind. Dabei nimmt man an, dass es bei Apnoetauchern viel schneller zu einem Flüssigkeitsaustritt und somit zu einem Druckausgleich in der starren Höhle kommt. Dieser Flüssigkeitsaustritt ist unbedenklich und unschädlich, wenn er beim Auftauchen ohne Hindernisse (wie zum Beispiel Vereiterungen) rückgängig gemacht werden kann.

Ein guter Apnoetaucher muss ein Meister des Druckausgleich sein. Im Vergleich zum Flaschentaucher, kann er es sich nicht leisten, beim Druckausgleich Zeit zu verlieren und eventuell wieder ein Stück aufzusteigen, um den verpassten Druckausgleich nachzuholen. Der Vorgang des Druckausgleichens ist fast ausschliesslich durch Training zu verbessern. Die Zungenbewegung des Frenzel-Manövers zum Beispiel kann erlernt werden und damit die Fähigkeit Drücke bis in grosse Tiefen laufend und ohne grössere Probleme auszugleichen. Dabei ist es wichtig, bereits vor Auftreten der ersten Beschwerden mit dem Druckausgleich zu beginnen, am Besten bereits an der Wasseroberfläche.

[1] Die Eustachische Röhre verbindet den Gehörgang mit dem Rachenraum. Sie lässt sich durch künstlichen Überdruck öffnen. (Leichtes Knacken, wenn bei zugehaltener Nase Luft in den Rachenraum gepresst wird)

Die Lunge des Apnoetauchers wird mit zunehmender Tiefe zusammengepresst. Die Lunge als elastischer Körper kann bis auf ihr Residualvolumen zusammengepresst werden. Da das Residualvolumen beim normalen Menschen etwa 1/4 der Totalkapazität ausmacht, und die Volumengrösse zum steigendem Druck umgekehrt proportional abnimmt, lässt sich relativ leicht erkennen, dass bei 4 Bar Umgebungsdruck die Lunge maximal ausgepresst ist. Somit lässt sich die Tauchtiefe 30 Meter (1 Bar Luftdruck + 3 Bar Wasserdruck) als theoretische untere Tauchgrenze berechnen.

Da ein gut trainierter Apnoetaucher seine Vitalkapazität bei gleichbleibendem Residualvolumen auf bis zu 9 Liter Totalkapazität vergrössern kann und damit das Residualvolumen nur noch 1/5 oder gar 1/6 der Totalkapazität ausmacht, kann theoretisch für Apnoetaucher eine untere Tauchgrenze zwischen 40 und 50 Meter errechnet werden. Bis hier kommt in der Tat ein grosser Teil der Taucher, jedoch wissen wir aus den Rekordbüchern, dass einige Taucher noch 3 mal tiefer tauchen können. Wie diese Leute den entstehenden Unterdruck in der Lunge überleben können, ist bis heute nicht vollständig geklärt. Messungen an Apnoetauchern in grossen Tiefen haben gezeigt, dass sich ihr Zwerchfell extrem gegen oben wölben kann und damit eine noch bessere Koprimierung der Lunge ermöglicht. Diese enorme Zwerchfellatmung kann, durch fernöstliche Atemtechniken optimal trainiert werden. Zudem wurde beobachtet, dass der Körper des Tauchers den Unterdruck nicht durch Flüssigkeitseintritt in die Lunge (Lungenödem) auszugleichen versucht, sondern zuerst eine verstärkte Flüssigkeitsverlagerung, vor allem Blut, ins Körperzentrum stattfindet. Dabei werden auch die Alveolengefässe stärker durchblutet, wodurch diese anschwellen und so den drohenden Unterdruck in der Lunge ausgleichen. Dieser Effekt, auch „Bloodshift“ genannt, ist bei allen Apnoetauchern extremer vorhanden als bei normalen Tauchern und es wird angenommen, das er angeboren, das heisst nicht trainierbar ist. Zudem wird vermutet, dass in grossen Tiefen, bei vielen Apnoetaucher Lungenödeme auftreten, nachher beim Aufstieg aber wieder verschwinden, ohne die Taucher, die ja nicht atmen, zu behindern.

Wir wissen das von uns selber. Halten wir die Luft in Ruhe an, müssen wir an Land nach spätestens einer Minute unweigerlich nach Luft schnappen. Auch im Wasser setzt dieser Reflex je nach Trainingszustand früher oder später ein, mit dem Unterschied, dass ein Luftschnappen hier tödlich enden kann. Ausserdem ist weitherum bekannt, dass es spätestens nach 3 Minuten unfreiwilliger Hypoxie (Sauerstoffunterversorgung) zu schweren Schädigungen im Gehirn und sogar zum Tod führen kann. Wie ist es da zu erklären, dass einige Taucher ihren Atem über 7 Minuten anhalten können?

Zuerst einmal muss man beachten, dass die Tauchgänge immer aus der Ruhe heraus erfolgen. Viele Apnoetaucher machen zudem fernöstliche Meditationstechniken (z.B.: Yoga) vor dem Tauchen. Dabei ist, wie bei fast allen asiatischen Heilpraktiken, der Nutzen unübersehbar, die Wirkungsweise kann aber nicht genau erklärt werden. Um mit dem vorhandenen Sauerstoff länger auszukommen, muss sicherlich jegliche Körpertätigkeit auf ein absolutes Minimum reduziert werden. Diesen Effekt schafft die Bradykardie mit der Verlangsamung des Herzschlages, wodurch sämtliche Körperfunktionen auf ein absolutes Minimum reduziert werden. Wie in Kapitel auf Seite erklärt, kann die Bradykardie bis zu einem gewissen Grad trainiert werden. Dabei wird auch das Herzvolumen grösser, wodurch pro Schlag viel mehr Blut durch den Körper gepumpt wird. Die optimale Nutzung des vorhandenen Sauerstoffes kann sehr gut trainiert werden. Jeder Spitzensportler hat als Ziel, möglichst effizient den Sauerstoff umzusetzen. Dies ist also nicht nur beim Apnoetaucher der Fall und ergibt für diesen die Möglichkeit, auch Trainingsmethoden von anderen Sportarten anzuwenden. So können Apnoetaucher, wie andere Spitzensportler, besser im anaeroben Bereich, also Energiegewinnung ohne Sauerstoff, arbeiten. Sie weisen zudem, so wird vermutet, ein gewisse Toleranz gegenüber dem Blackout auf, so dass sie beispielsweise nur kurz „wegfallen“ oder mit dem Atemholen an der Wasseroberfläche gerade wieder „zurückkommen“. Der Taucher vermeidet auch energieraubende Aktivitäten des Magen-Darm-Trakts, indem er vor dem Tauchgang nichts isst. Der Tauchgang erfolgt immer aus einem Zustand der absoluten körperlichen und geistigen Ruhe.

Unter Wasser werden möglichst energiesparende Bewegungen gemacht. Je nach Disziplin werden auch Hilfsmittel zugezogen (z.B.: Gewichte oder Flossen). Auch diese schonende Fortbewegung ist trainierbar. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die innere Ruhe. Kommen Angst- oder gar Panikgedanken auf, stellt der Körper unbewusst auf maximale Leistung zur Flucht um und damit ist der Sauerstoffvorrat schnell aufgebraucht. Dazu muss der aufkommenden Atemreiz bekämpft werden. Dieser setzt sinnvollerweise nicht erst ein, wenn der Körper kurz vor dem Blackout ist, sondern bereits viel früher. Diesen Atmungsreflex herauszuschieben, ist ein wichtiger mentaler Faktor, der trainiert werden kann. Ich denke unter Wasser immer an etwas Schönes (z.B.: Ferien). Wenn die mental Einstellung nämlich nicht stimmt, ist Apnoetauchen nicht nur sinnlos, sondern auch gefährlich.

Der Tiefenapnoetaucher hat im vergleich mit dem Streckenapnoetaucher einen entscheidenden, gleichzeitig aber auch gefährlichen Vorteil. Wenn mit zunehmender Tauchtiefe der Sauerstoffpartialdruck wächst, wird mehr Sauerstoff ins Blut gepresst als normal. Es kommt also noch zu keiner Hypoxie. Dadurch wird der Taucher in diesem Moment keine Probleme mit der Sauerstoffunterversorgung haben. Beim Auftauchen aber fällt der Sauerstoffpartialdruck ab und plötzlich kann eine Hypoxie entstehen. Darum sind die letzten 10 Meter die gefährlichsten, weil hier der Druck von 2 Bar auf 1 Bar, also um 50% sinkt. Als Vergleich: Zwischen 20 und 10 Metern fällt der Druck bloss von 3 auf 2 Bar also nur um 33.3%. Durch den rapiden Druckabfall kann es schlagartig zur starken Sauerstoffunterversorgung des Gehirns führen, was zu einem Blackout, in diesem Fall dem sogenannte „Flachwasserblackout“, führt und unter Wasser tödlich enden kann. Dagegen kann der Taucher nichts tun, ausser durch Training und Vernunft seine Grenzen zu bestimmen. An Wettkämpfen werden auch sehr strenge Kontrollen durchgeführt, ob eine schädliche Hypoxie des Gehirns vorliegt. Der Taucher muss nach dem Auftauchen die Brille abnehmen und das OK-Zeichen innerhalb 20 Sekunden geben. Gelingt ihm dies nicht oder zeigen sich auch bloss leichte Anzeichen auf einen „Samba“[2], wird der Taucher disqualifiziert. Als medizinische Erstleistung bei solchen Unfällen wird übrigens fast immer die Abgabe von 100-prozentigem Sauerstoff empfohlen.

Das Flachwasserblackout tritt ausschliesslich bei den Tiefenapnoetauchern auf. Streckenapnoetaucher sind davon nicht betroffen.

[2] Unter „Samba“ versteht man in der Tauchersprache, das vom sauerstoffunterversorgten Gehirn hervorgerufene, unbewusste Muskelzucken.

Die Taucher versuchen mit dem vorhanden Sauerstoff so lang wie möglich auszukommen und so energiesparend wie möglich zu tauchen. Ausserdem müssen sie ein maximum an Sauerstoff in die Tiefe mitnehmen. Dazu kennen sie einerseits die trainierbare Vergrösserung der Lunge, andererseits die Methode der Hyperventilation. Dabei wird durch schnelles, flaches Atmen vor dem Tauchgang der CO₂- Gehalt der Atemluft verkleinert. Entgegen geläufiger Meinungen, wird dabei der Sauerstoffvorrat aber nur unwesentlich vergrössert. Die Hyperventilation ist aber nicht ungefährlich: Rezeptoren im verlängerten Rückenmark registrieren nämlich den CO₂-Gehalt im Blut. Wird dieser zu hoch, wird ein Atemreiz ausgelöst. Senken wir jedoch durch Hyperventilation den CO₂-Gehalt, werden diese Rezeptoren beim Tauchgang den Soll-Zustand melden, obwohl der Sauerstoff bereits zu knapp ist. Das daraus resultierende Blackout wird „Schwimmbadblackout“ genannt. Da trotz dieser Gefahr fast alle Tauchen vor dem Tauchen hyperventilieren, hat man folgende Regel abgemacht: An Land mit der Stoppuhr hyperventilieren, bis die ersten negativen Symptome (Kopfschmerzen, Kribbeln in den Händen) auftreten. Dann wird die Zeit durch drei geteilt und nur so lange sollte vor dem Tauchgang maximal hyperventiliert werden. Besonders ehrgeizige Taucher versuchen gleichwohl so nahe wie möglich an den Blackout zu gehen. Ob dies jedoch noch sportlich ist, wäre eine andere Frage.