Wenn die prozentuale Zusammensetzung der Luft von der Höhe unabhängig ist, können die Schwierigkeiten beim Atmen nur durch den veränderten Druck verursacht werden.
In unserem Lebensraum beträgt der Luftdruck
101 kPa und der Partialdruck des Sauerstoffs
21,3 kPa.
Im Himalaya beträgt der Luftdruck noch 30 kPa und weniger, der Partialdruck
des Sauerstoffs erreicht gerade noch 6 kPa. Diese Druckverminderung in
höheren Lagen hätte beim Aufenthalt in solchen Höhen Schwierigkeiten
in der Sauerstoffversorgung des menschlichen Körpers zur Folge. Infolge
des verminderten Partialdrucks diffundiert Sauerstoff langsamer in die
Blutbahn, d.h. er kann nicht mehr mit genügend "Druck"
von der Luft abgegeben werden. Dieser Tempoverlust hat natürlich
auch Auswirkungen auf den Sauerstoffgehalt des Blutes. Durch die verringerte
Menge von Sauerstoff in den Erythrozyten kommt es in der Folge zu einer
verminderten Abgabe von Sauerstoff aus dem Blut in die Körperzellen.
Es kommt zur Unterversorgung des Körpers mit Sauerstoff, d.h. Muskeln
und Organe werden in der Ausübung ihrer Funktionen eingeschränkt.
Durch die Verwendung von Atemgeräten
mit Druckluft kann beim Erreichen solcher Höhen dieser Verlust ausgeglichen
werden.
Tiere und Menschen, die in diesen Höhen leben, haben sich im Verlaufe
der Zeit an diese Bedingungen angepasst. Sie bilden viel mehr Erythrozyten
als Lebewesen in unseren Gebieten. Durch die erhöhte Erythrozytenanzahl
kann mehr Sauerstoff aus der Luft aufgenommen und eine Unterversorgung
des Körpers ausgeschlossen werden.
Beim Tauchen stellt sich die Problematik entgegengesetzt dar. Der Außendruck
nimmt mit zunehmender Tiefe ab. Ohne druckfesten Anzug lastet auf dem
Taucher in 30 m Tiefe ein Druck von 400 kPa. Dieser erhöhte Druck
bewirkt, dass größere Gasmengen aus der Atemluftflasche vom
Blut aufgenommen und darin gelöst werden und sich somit mehr Gas
im Blut befindet als in normalen Druckverhältnissen. Beim schnellen
Auftauchen entweicht das Gas in Form vieler kleiner Bläschen in die
Blutbahn (ähnlicher Effekt wie beim Öffnen einer Sprudelflasche).
Im Blut verstopfen diese Gasblasen die Kapillaren (Gasembolie) oder schädigen
direkt das Gewebe. Betroffen sind v. a. Lunge, Herzmuskel, das Innenohr
und das Zentralnervensystem. Verstopfte Kapillaren im Gehirn lösen
Bewusstlosigkeit aus. Andere Symptome sind Juckreiz (sog. Taucherflöhe),
Gelenk- und Muskelschmerzen. Akute Schmerzen im Brustkorb und starke Atemnot
weisen auf eine Schädigung der Lunge hin, die evtl. zu einer Zerreißung
von Lungengewebe führen kann. Außerdem können Herzschmerzen,
Schwindel oder Störungen des Bewusstseins und Lähmungen bis
zur Querschnittslähmung auftreten.
Dies sind die Anzeichen der Taucherkrankheit
(auch: Cassionkrankheit). Deshalb müssen Taucher aus großen
Tiefen sehr langsam aufsteigen und regelmäßig Pausen einlegen,
damit das im Blut gelöste Gas langsam und damit schadlos abgegeben
werden kann. Sollten sich die beschriebenen Symptome zeigen, muss der
Taucher umgehend einen Arzt aufsuchen und sich eventuell einer Druckkammerbehandlung
unterziehen.
Ähnliche Erscheinungen zeigen sich auch beim zu schnellen Aufsteigen
mit einem Flugzeug in extrem veränderte Druckverhältnisse.
Eine andere Erscheinung ist der Tiefenrausch. Auch er hat die veränderten
Druckbedingungen zur Ursache. Bei der erhöhten Gasabgabe ins Blut
wird auch eine größere Menge Stickstoff durch die Blutbahn
transportiert, da Stickstoff zu 78% Bestandteil der normalen Atemluft
ist
Je länger man also in bestimmten Tiefen bleibt, desto mehr Stickstoff
wird im Blut gelöst. Der Stickstoff hat eine narkotische Wirkung,
die auf der guten Löslichkeit in fetthaltigen Bestandteilen der Zellmembran
beruht. Da das Gehirn das mit am besten durchblutete Gewebe im Körper
ist, ist hier die Einlagerung des Stickstoffes am größten.
Der Stickstoff beeinträchtigt im Gehirn die Funktion der Synapsen,
die für die Weiterleitung der Nervenimpulse verantwortlich sind.
Es stellt sich ein berauschter Zustand ein, der mit einem leicht alkoholisierten
Zustand verglichen werden kann.
Der Tiefenrausch ist von
mehreren Faktoren abhängig. So kann er bei einigen Tauchern schon
ab einer Tiefe von ca. 20 Metern eintreten und bei anderen erst ab einer
viel größeren Tiefe. Dies hängt oft mit den unterschiedlichen
körperlichen Voraussetzungen der Taucher zusammen. Somit ist der
eine für den Tiefenrausch anfälliger als der andere. Die Gefahr
des Tiefenrausches kann sich durch Erschöpfung, Wassermangel, Alkohol,
Drogen und Medikamente erheblich erhöhen.