DCS (Decompression Sickness)

In Abhängigkeit vom Umgebungsdruck und der unter diesem Druck verbrachten Zeit (beim Tauchen in größerer Tiefe) löst sich immer mehr Stickstoff physikalisch im Blut, später auch in verschiedenen Geweben, wobei sich unterschiedliche Gewebe unterschiedlich schnell aufsättigen. Nimmt der Druck wieder ab (beim Auftauchen), nimmt auch die Löslichkeit des Stickstoffs ab, was bei einem zu schnellen Druckabfall dazu führt, dass der zuvor noch physikalisch gelöste Stickstoff im Blut bzw. Gewebe in Form von Gasbläschen wieder ausperlt. Man spricht auch vom „Sprudelflascheneffekt“, da auch beim Öffnen einer Sprudelflasche der darin enthaltene Druck schlagartig entweicht und dadurch gelöstes Gas (im Falle des Sprudels Kohlendioxid im Gegensatz zum Stickstoff beim Taucher) ausperlt. Stickstoff wird als „Inertgas“ bezeichnet, wobei der Begriff „inert“ bedeutet, dass das Gas – im Gegensatz z.B. zu Sauerstoff – nicht verstoffwechselt wird. Da die Atemluft zu rund 78% aus Stickstoff besteht, ist dieses Gas im Alltag am bedeutsamsten. Das Gas perlt zunächst in den Venen aus, da dort ein niedrigerer Druck herrscht als in den Arterien. Es wird zum Herzen transportiert und gelangt von dort normalerweise in den Lungenkreislauf. Kleine Mengen Gasblasen werden von der Lunge herausgefiltert und abgeatmet (Stichwort: „Lungenfilter“).  Größere Gasblasen oder Blasen im Gewebe stellen jedoch ein Problem dar. Besonders gefürchtet ist das Ausperlen von Gasblasen im Nervengewebe (Gehirn und Rückenmark), da es zu schweren, und bleibenden neurologischen Schäden führen kann.

Als Shunt bezeichnet man im Zusammenhang mit Tauchunfällen eine Verbindung zwischen der rechten Herzhälfte, die das Blut in den Lungenkreislauf pumpt und der linken Herzhälfte, die das Blut in den großen Körperkreislauf pumpt. Die bekannteste Shuntform hierbei ist das persistierende Foramen ovale (PFO), eine Öffnung in der Herzscheidewand, die aus dem Embryonalkreislauf übriggeblieben ist, als die Sauerstoffversorgung des Körpers durch die Mutter über die Nabelschnur erfolgte. Das PFO verschließt sich in der Regel nach der Geburt, ist aber bei ca. einem Viertel der Bevölkerung nicht verwachsen, sondern funktioniert eher wie ein Ventil. So lange sich in der linken Herzhälfte ein höherer Druck befindet als in der rechten (Normalfall), ist es verschlossen. Kehren sich die Druckverhältnisse um, kann es sich kurz öffnen, wobei eventuell vorhandene Gasblasen aus der rechten in die linke Herzhälfte und von dort aus unter Umgehung des „Lungenfilters“ auch in den Körperkreislauf gelangen können. Das passiert typischerweise beim Pressen, z.B. bei körperlicher Anstrengung (Erklimmen der Bootsleiter in voller Montur, anstrengender Rückweg vom Tauchplatz) aber auch z.B. beim Husten oder Niesen. Gasblasen im arteriellen System können in verschiedene Organe transportiert werden, dort kleine Gefäße verstopfen und zu einer Durchblutungsstörung führen, die das Organ schädigen kann. Man spricht dann von einer arteriellen Gasembolie.

AGE (Arterielle Gasembolie)

Die arterielle Gasembolie kann nicht nur, wie zuvor beschrieben, aus einem DCS entstehen, sondern auch durch andere Mechanismen. Beim Tauchen ist das typischerweise eine Zerreißung des Lungengewebes durch Überdehnung, wodurch Luft aus den Bronchien in die begleitenden Gefäße gelangen kann und zum Herzen transportiert wird. Von dort aus erfolgt die Einschwemmung ins arterielle Gefäßsystem des Körperkreislaufs. Je weiter entfernt vom Herzen sich die Arterien befinden, umso kleiner wird der Durchmesser. Die Gasblasen können sich irgendwann festsetzen und zu einer Durchblutungsstörung in dem betroffenen Gebiet führen. Gefürchtet ist auch hier besonders die zentrale Gasembolie (cAGE), die unter anderem einen Schlaganfall (cAGE im Gehirn) oder eine Querschnittslähmung (cAGE im Rückenmark) verursachen kann.

Pneumothorax

Kommt es zu einem Lungenriss, z.B. durch Überdehnung der Lunge beim Auftauchen mit geschlossenen Atemwegen, kann Luft aus der Lunge in die sog. Pleurahöhle zwischen Lunge und Brustkorb, gelangen. Man spricht bei einer Luftansammlung in der Pleurahöhle von einem Pneumothorax (gr. etwa „Luft im Brustkorb)“. Das Gefährliche dabei ist, dass das Volumen der Luft durch zwei Mechanismen weiter zunehmen kann: Zum einen kann sich ein sogenannter Ventilmechanismus entwickeln, so dass Luft beim Einatmen zwar weiter in den Pleuraspalt gelangt, jedoch nicht wieder über die Atemwege ausgeatmet werden kann. Der zweite Mechanismus ist tauchspezifisch: Nach dem Gesetz von Boyle und Mariotte nimmt das einmal in der Pleurahöhle befindliche Volumen beim Auftauchen unweigerlich zu.

Die Zunahme des Luftvolumens führt gleichzeitig zu einem erhöhten Druck auf der betroffenen Seite und damit auch auf das Mittelfell (Mediastinum), in dem sich das Herz und die größten Gefäße befinden (sog. Spanungspneumothorax). Es kann zu einer Verschiebung und Kompression von Herz und großen Hohlvenen kommen und damit zu einer lebensbedrohlichen Störung des Kreislaufs. Zudem kommt es zu einem Kollaps der Lunge auf der betroffenen Seite und hierüber zusätzlich zu einer Störung der Atmung.

Denkbar ist aber nicht nur eine Verletzung der Lunge an ihrer Oberfläche, sondern auch in der Nähe großer Blutgefäße. Eine solche Verletzung könnte zum Einschwemmen größerer Luftmengen in den Kreislauf führen und ebenfalls eine AGE auslösen.