Extreme Umgebungen werden im Privaten gesucht und lassen sich im Beruflichen nicht immer vermeiden. Sie und der Gang dorthin bergen Risiken, die gegenüber der normalen Umwelt beachtet werden müssen. Einige der Gesundheitsgefahren und deren Prophylaxe und Therapie werden in den folgenden Beiträgen beschrieben.
Hypoxie beeinträchtigt die systemische Endothelfunktion bei Personen, die anfällig sind für ein Höhenlungenödem
1,2Hesse C, 3,4Berger MM, 3Dehnert C, 1Siedler H, 5Kleinbongard P, 4Bardenheuer HJ, 5Kelm M, 3Bärtsch P, 1Haefeli WE
1Abt. Innere Medizin VI, Klinische Pharmakologie und Pharmakoepidemiologie, Universität Heidelberg; 2Dept. of Anesthesiology, Mayo Clinic, Rochester, MN, USA; 3Abt. Innere Medizin VII, Sportmedizin, Universität Heidelberg; 4Klinik für Anästhesiologie, Universität Heidelberg; 5Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie, Universität Düsseldorf
Zielsetzung: Das Höhenlungenödem (High altitude pulmonary edema = HAPE) ist charakterisiert durch eine überschiessende hypoxische pulmonale Vasokonstriktion (HPV) und ist assoziiert mit einer verminderten NO-Konzentration in der Ausatemluft. In dieser Studie wurde untersucht, inwieweit die gesteigerte HPV bei HAPE-anfälligen Personen mit einer Störung der systemischen Endothelfunktion assoziiert ist. Methodik: 9 HAPE-resistente (Kontrollen) und 9 HAPE-anfällige Probanden wurden unter Normoxie (FiO2=0.21) und normobarer Hypoxie (FiO2=0.12; entspricht einem PO2 auf 4500 m Höhe) in randomisierter Reihenfolge untersucht. Mittels Venenverschlussplethysmographie wurden nach intra-arterieller Administration von Acetylcholin (endothelabhängige Vasodilatation) bzw. Natriumnitroprussid (endothelunabhängige Vasodilatation) die Änderungen des Unterarmblutflusses gemessen. Ergebnisse: In Hypoxie stieg der systolische pulmonalarterielle Druck (SPAP) von 22±3 auf 33±6 mmHg bei Kontrollen (p<0.001) und von 25±4 auf 50±9 mmHg bei HAPE-Anfälligen an (p<0.001). Die Acetylcholin-vermittelte Zunahme des Unterarmblutflusses war während Normoxie bei beiden Gruppen gleich, war aber während Hypoxie bei HAPE-Anfälligen (nicht jedoch bei Kontrollen) signifikant vermindert (p=0.01). Die abgeschwächte endothelabhängige Vasodilatation während Hypoxie war invers mit den SPAP-Anstiegen korreliert (r = 0.49; p=0.04). Plasma-Nitrit-Konzentrationen waren in Hypoxie bei HAPE-anfälligen Probanden vermindert (p=0.004) und korrelierten mit den Acetylcholin-vermittelten Blutflussänderungen (r=0.74; p=0.02). Schlussfolgerung: Anfälligkeit für HAPE ist assoziiert mit Hypoxie-induzierter systemischer Endotheldysfunktion. Da endotheliales NO eine zentrale Rolle in der pulmonalen vaskulären Regulation spielt, könnte eine Einschränkung der NO-Bioverfügbarkeit von kritischer Bedeutung für eine gesteigerte HPV und somit für die Entwicklung eines Höhenlungenödems sein. (Am J Resp Crit Care Med 2005;172:7637) Taucherlungenödem Ein unterschätztes Problem Warninghoff V Schifffahrtmedizinisches Institut der Marine, Kopperpahler Allee 120, 24119, Kronshagen, Deutschland In den letzten Jahren gab es immer wieder Veröffentlichungen über das Auftreten eines akuten Lungenödems bei Tauchern. Aus der Literatur ist bekannt, dass es bei stärkeren körperlichen Belastungen zum Auftreten eines stressbedingten spontanen Lungenödems kommen kann. Nicht immer konnten bei den in normobarer Umgebung betroffenen Personen spezifische Prädispositionsfaktoren ermittelt werden. Beim Tauchen kann es ebenfalls zum Auftreten eines belastungsbedingten Lungenödems kommen, im Gegensatz zur normobaren Umgebung sind hier jedoch auch spezifische, durch das Element Wasser bedingte, teilweise vermeidbare Faktoren bei der Entstehung des Lungenödems mitbeteiligt. Vom Symptomenkomplex kann das Taucherlungenödem mit anderen tauchbedingten Erkrankungen verwechselt werden, eine detaillierte und genaue Tauchgangs- und Faktorenanalyse ist für die Differentialdiagnose ganz wesentlich. Die Symptome eines Taucherlungenödems zeigen sich vor allem in einer Dyspnoe, gegebenenfalls gekoppelt mit einem Engegefühl und nicht selten auftretendem Hustenreiz mit und ohne Auswurf, teilweise mit Hämoptysis. Je nach Ausprägung des Taucherlungenödems können auch Zeichen einer Sauerstoffmangelversorgung hinzukommen. Bei insgesamt allein ca. 1 1,5 Mio. Sporttauchern in Deutschland sind Kenntnisse über die pathophysiologischen Zusammenhänge, die Risikofaktoren und die Entstehungsmechanismen eines Taucherlungenödems beim Taucherarzt als Beratungs- und Entscheidungsbasis erforderlich. Im Sinne einer Prävention sind ausreichende Kenntnisse über das möglicherweise lebensbedrohliche Taucherlungenödem auch für Tauchausbilder einzufordern. Monitoring von Sauerstoffstress bei Tauchern Kähler W Physiologisches Institut der Christian-Albrechts-University Kiel, Hermann-Rodewald-Straße 5, 24118 Kiel, Deutschland Im Stoffwechsel aller aeroben Lebewesen entstehen kontinuierlich Sauerstoffradikale (ROS), in erhöhtem Ausmaß unter körperlicher Belastung. ROS werden in jüngster Zeit zunehmend für Vorgänge wie z.B. für die Zellalterung verantwortlich gemacht und als eine wesentliche Ursache für das Entstehen diverser schwerer Krankheitsbilder diskutiert. Während der direkte Nachweis der ROS aufgrund ihrer Kurzlebigkeit messtechnisch äußerst schwierig ist, bietet die Bestimmung hydroxylierter Benzoate (DHB) eine zuverlässige und praktikable Alternative für den Nachweis und die Quantifizierung von ROS auf indirektem Weg. Für die hier durchgeführte, von der Bundeswehr in Auftrag gegebenen Studie wurde ein Kollektiv von Kampfschwimmern herangezogen. Die Probanden waren aufgrund ihrer Tätigkeit hyperoxischen Bedingungen bei starker körperlicher Belastung ausgesetzt. Vergleichende Messungen der DHB im Urin der Kampfschwimmer vor und nach oxidativem Stress zeigten eine deutliche Zunahme der DHB-Konzentration während der Belastung. Eine Normierung der Parameter Druck, Sauerstoffexpositionsdauer und Sauerstoffverbrauch gegenüber der gebildeten DHB-Konzentration ermöglichte es zusätzlich, den Sauerstoffstress quantitativ zu erfassen und unterschiedliche Belastungssituationen miteinander zu vergleichen. Zum jetzigen Zeitpunkt weisen die erhobenen Daten eindeutig darauf hin, dass sich hydroxylierte Benzoate im Urin nicht nur als qualitativer sondern auch als quantitativer Marker zur Messung oxidativen Stresses eignen. Die dysbare Osteonekrose Koch A, Niklas R Schifffahrtmedizinisches Institut der Marine, Kopperpahler Allee 120, 24119, Kronshagen, Deutschland Eine Sonderform der aseptischen Knochennekrose ist die dysbare Osteonekrose. Diese wurde 1941 erstmals umfassend bei einem Taucher diagnostiziert und wird im Kollektiv der Taucher und Caissonarbeiter gesehen. Die Prävalenzen in den bislang untersuchten Gruppen korrelieren negativ mit der Höhe des technischen Tauchstandards und sind abhängig vom verwendeten Dekompressionsverfahren. In der Pathogenese der dysbaren Osteonekrose spielen nicht optimale Dekompressionsverfahren eine entscheidende Rolle. Aktuelle Forschungen weisen darauf hin, dass es dabei im Knochen zu Inertgasembolien kleinster Gefäße kommt, mit nachfolgenden Durchblutungsstörungen und Nekrotisierung der betroffenen Areale. Die Nekrosen sind radiologisch zu klassifizieren in juxta-artikuläre Formen (Typ-A-Läsion) und in epi-metaphysäre / craniale Läsionen (Typ-B). Überwiegend sind Femur, Tibia und Humerus betroffen, seltener der Schädel. Das Beschwerdebild ist heterogen und reicht von völliger Beschwerdefreiheit bis hin zu erheblichen Beeinträchtigungen der Patienten. Therapeutisch sind in schweren Fällen Operationen unumgänglich. Zur Vorbeugung einer Entstehung dysbarer Osteonekrosen sind möglichst sichere Tauchtechniken und arbeitsmedizinische Überwachungen essentiell. Die dysbare Osteonekrose ist als Berufskrankheit der Taucher/Caissonarbeiter anerkannt. Dekompression Mehr Sicherheit durch Tiefenstopp? van Laak U, Marroni A Schifffahrtmedizinisches Institut der Marine, Kopperpahler Allee 120, 24119, Kronshagen, Deutschland Aufstiegsverfahren und Algorithmen zur Dekompressionsberechnung für Tabellen und Tauchcomputer wurden in den vergangenen 40 Jahren immer wieder modifiziert und verbessert. Trotz der inzwischen überwiegenden Verwendung von Tauchcomputern hat sich die Häufigkeit neurologischer Dekompressions-Erkrankungen nicht signifikant verringert. Die beim Tauchunfallmanagement von Sporttauchern gesammelten Erfahrungen zeigen, dass 65 % der Dekompressionsunfälle neurologischer Art sind, mit Beteiligung des Rückenmarks, ein Gewebe mit einer Halbwertszeit von nur 12,5 Minuten. Um dieses kritische Gewebe adäquat zu entsättigen, wären längere Aufstiegszeiten oder ein Tiefenstopp erforderlich. Dazu führte Divers Alert Network (DAN) Europe eine Pilotstudie mit 22 freiwilligen Sporttauchern durch. Geplant wurde eine Serie von zwei aufeinander folgenden 25 m Tauchgängen, der erste mit 25 Minuten Dauer, der zweite mit 20 Minuten Dauer, getrennt durch eine Oberflächenpause von 3 Stunden 30 Minuten. Die Tauchgangsserien lagen mindestens 7 Tage auseinander. Um die Wirkung verschiedener Aufstiegsgeschwindigkeiten und tiefer Dekompressionsstopps auf die Blasenbildung im Kreislauf zu untersuchen wurde die Blasenproduktion mittels Dopplermessungen erfasst und mit von Tauchcomputern (Black Boxes) berechneten Gewebesättigungen verglichen. Die beste Methode zur Verringerung der Blasenbildung bei der Dekompression scheint die Kombination aus einer Aufstiegsgeschwindigkeit von 10 m/min, einem Stopp auf etwa halber erreichter Maximaltiefe und einem Stopp auf 5 Metern Tiefe mit einer Dauer von 3 5 Minuten zu sein. Es besteht Veranlassung, die Dekompressionsstrategien für die schnelleren Gewebekompartimente zu überdenken, um die Tauchsicherheit zu erhöhen. Die Einführung eines Tiefenstopps während des Aufstiegs scheint die mit dem Doppler gemessenen Blasenzahlen und die Stickstoffspannung in den schnellen Geweben, die mit dem im Rückenmark stattfindenden Gasaustausch in Beziehung steht, signifikant zu reduzieren. Die Ergebnisse zeigen: Ein Tiefenstopp kann die Auftretenshäufigkeit neurologischer Dekompressionserkrankungen signifikant senken. Apnoetauchen als Extremsport Warninghoff V Schifffahrtmedizinisches Institut der Marine, Kopperpahler Allee 120, 24119, Kronshagen, Deutschland Das Tauchen mit angehaltenem Atem (Apnoetauchen) zählt seit dem Altertum mit zu den besonderen Herausforderungen des Menschen. In dieser frühen Phase diente es zunächst dem Gewinnen von Meeresschätzen oder der Bergung verlorener Schiffsfracht, teilweise wurden Apnoetaucher bereits im Altertum als Kampftaucher eingesetzt. In den letzten Jahren findet das Apnoetauchen als Extremsportart in den Medien zunehmend Beachtung. Das extreme Apnoetauchen mit seinen zahlreichen physiologischen und medizinischen Facetten zählt sicherlich mit zu den interessantesten Bereichen der Tauchmedizin. Im modernen Apnoetauchsport werden die absoluten Grenzregionen des Aufenthaltes eines Menschen unter Wasser im kurzen Zeitraum der Apnoe wesentlich schneller als beim Gerätetauchen erreicht. Beim Apnoetauchen kommen fast alle immersionsbedingten physiologischen Anpassungsreaktionen und Risikofaktoren des Tauchsports zum Tragen, dieses um so mehr, je stärker die Tiefengrenzen nach unten verschoben werden. Mit den Mechanismen der Flachwasserbewusstlosigkeit und des Schwimmbadblackout existieren spezifische Risikofaktoren, die unbeachtet sehr schnell zu medizinisch ernsten Zwischenfällen führen können. Lange Zeit galten die heute fast täglich praktizierten Tauchtiefen als unerreichbar. Neben der Disziplin des extremen Tieftauchens werden von der AIDA (Association Internationale Pour Le Dévelopment De L"Apnée), dem Weltverband der Apnoetaucher, auch weitere Apnoe-Disziplinen im Sinne eines Wettkampfsportes geführt und anerkannt. Aufgrund der weiten Verbreitung des Tauchsportes ist für den tauch- und sportmedizinisch interessierten Arzt eine Auseinandersetzung mit den medizinischen Problemen des Apnoetauchens unerlässlich. Leistungsphysiologische Aspekte des Flossenschwimmens Schwimmstil und Luftverbrauch Koch A, Kramkowski D, Holzum M, Kähler W, Weisser B, Rieckert H, Niklas R Schifffahrtmedizinisches Institut der Marine, Kopperpahler Allee 120, 24119, Kronshagen, Deutschland Vor dem Hintergrund, die Belastungssituation beim Tauchen in größt möglicher Nähe zur realen Tauchpraxis zu erfassen, wurde im Druckkammerkomplex HYDRA 2000 am Schiffahrtmedizinischen Institut der Marine ein Tauch-Ergospirometer entwickelt und installiert. Ziel der damit durchgeführten Untersuchung war die Klärung der Frage, in wie weit die Ergebnisse der üblichen Fahrrad-Ergospirometrie auf die reale Tauchsituation übertragen werden können, welchen Wirkungsgrad das Flossenschwimmen ermöglicht und ob sich Ansätze zur Ökonomisierung des Atemluftverbrauchs unter Wasser ergeben. Methode: 1. Gruppe: 25 erfahrene Taucher im Alter von 24,6 +/- 4,1 Jahre, mit mehr als 100 Tauchgängen, wurden getestet unter den Bedingungen einer üblichen Fahrrad-Ergospirometrie unter normobaren Verhältnissen, anschließend in einer Fahrrad-Ergospirometrie im Trockentank der HYDRA 2000 entsprechend 20 m Wassertiefe. Die dann folgende Tauch-Ergospirometrie wurde durchgeführt im Naßtank mit Flossenschwimmen, bei einem Umgebungsdruck entsprechend 20 m Wassertiefe. 2. Gruppe: 20 Taucher im Alter von gleichfalls 24,6 +/- 4,1 Jahre mit unterschiedlicher Taucherfahrung (16 bis 831 Tauchgänge); Tauch-Ergospirometrie im Naßtank, Flossenschwimmen, gleichfalls 20 m Wassertiefe und Video-Analyse des Bewegungsablaufs. Ergebnisse: Es zeigte sich ein deutlich geringerer effektiver Wirkungsgrad des Flossenschwimmens (10,1%) in der Tauch-Ergospirometrie im Vergleich mit der Fahrrad-Ergospirometrie, die unter normobaren (27,1%) und hyperbaren Bedingungen (25,6%) durchgeführt wurde. Die Belastungsstufen in der Tauch-Ergospirometrie lassen sich äquivalenten Belastungsstufen in der Fahrrad-Ergospirometrie zuordnen. Beim Flossenschwimmen ist der effektive Wirkungsgrad abhängig von Bewegungsmustern der Beine und der Erfahrung der Taucher. Schlussfolgerungen: Die Tauch-Ergospirometrie ist ein geeignetes Verfahren, tauchphysiologische Belastungen zu erfassen. Das Trainieren bestimmter Beinbewegungsabläufe steigert den effektiven Wirkungsgrad beim Flossenschwimmen mit daraus folgender Reduktion des Atemgasverbrauchs und Verlängerung der Tauchzeit. Überleben im Wasser auf das Rettungsmittel kommt es an! van Laak U Schifffahrtmedizinisches Institut der Marine, Kopperpahler Allee 120, 24119, Kronshagen, Deutschland In unseren Gewässern sind die durchschnittlichen Temperaturen an der Wasseroberfläche mit deutlich weniger als 10° C und einem Tiefstrekord im Februar bekannt ungünstig. Schon bevor es zu einer signifikanten Erniedrigung der Körperkerntemperatur kommt, können Reaktionszeit, Orientierung, Kurzzeitgedächtnis und allgemeine Leistungsfähigkeit stark beeinträchtigt sein. Bei Immersion wird direkt Wärme an das umgebende Wasser abgegeben. Die Wärmeleitfähigkeit des Wassers ist 25 mal höher als die der Luft. Der Wärmeverlust ist auch ganz erheblich von der Art der (Schutz-) Bekleidung, dem Vorhandensein zusätzlicher Risikofaktoren und schließlich der Körperkonstitution abhängig. Einige bedeutende Einzelfaktoren verdienen detaillierte Aufzählung: Körperfett. Der adipöse Mensch ist im Vergleich zu gleich schweren Muskulösen widerstandsfähiger gegenüber Kälteexposition. Dabei ist die Fettdicke der obersten Hautschicht der Einflussnehmende Faktor. Zentralisation. Im kalten Wasser kommt es sofort zur peripheren Gefäßengstellung. Dadurch tritt eine Zentralisation des Kreislaufs ein. Erwünschter Effekt ist die Verbreiterung der isolierenden Körperschicht sowie die Verminderung des Wärmeverlusts durch Strahlung. Bestimmte Bereiche am Stamm, darüber hinaus Kopf, Lendengegend, Nacken, Ellenbogen und Fersen sind von diesem Effekt allerdings ausgeschlossen. Akklimatisation. Wer an Kälte gewöhnt ist, kommt besser und länger damit zurecht. Zuversicht und Überlebenswillen sind auf den Immersionsvorgang direkt Einflussnehmende Parameter. Art der Kleidung. Jede Art der Kleidung ist dazu in der Lage, die Geschwindigkeit der Unterkühlung zu verlangsamen. Mehrere Schichten Kleidung erhöhen die Isolation. Der Effekt kommt aber nur bei körperlicher Ruhe zum Tragen. Niemals darf Kleidung im Wasser ausgezogen werden! Zur Vermeidung eines Beinahe-Ertrinkens ist ein leistungsfähiges Auftriebsmittel mit einem möglichst hohen Freibord, das die Atemöffnungen sicher von Wellen und Gischt frei hält, entscheidende Voraussetzung. Ist dies gegeben, sind die möglichen Überlebenszeiten selbst im eiskalten Wasser deutlich länger, als es bislang in der Literatur beschrieben worden ist. Möglichkeiten und Grenzen zahnärztlicher Versorgung auf fahrenden Einheiten der Marine Mohr S Schifffahrtmedizinisches Institut der Marine, Kopperpahler Allee 120, 24119, Kronshagen, Deutschland Der zahnärztliche Gesundheitszustand von Besatzungen hat einen wesentlichen Einfluss auf die Einsatzfähigkeit von Schiffen und Booten der Marine. Erfahrungen aus Einsätzen zeigen, dass zahnärztliche Notfälle einen überproportionalen Anteil an medizinisch begründeten Mannausfallzeiten nicht nur auf seegehenden Einheiten haben. Neben dem typischen zahnärztlichen Notfall, hervorgerufen durch Karies und den daraus resultierenden Endodontopathien, haben auch Erkrankungen aufgrund veränderter Pflegegewohnheiten einen erheblichen Anteil an dieser Situation. Dies, und die Maxime des Zentralen Sanitätsdienstes der Bundeswehr, dass jede Behandlung im Einsatz im Endergebnis einer Behandlung im Heimatland entsprechen sollte, machen die Sicherstellung der zahnärztlichen Versorgung für Einheiten der Marine zu jedem Zeitpunkt notwendig. Der Grad der Qualifikation des Personals, deren materielle Ausstattung und nicht zuletzt die Plattform Schiff nehmen dabei auf unterschiedlichste Weise Einfluss auf die Ergebnisqualität von zahnärztlichen Behandlungen an Bord. Durch die Einführung neuer mobiler zahnärztlicher Behandlungsgeräte wurden die Möglichkeiten deutlich verbessert und Grenzen von einer reinen Notfallversorgung hin zu einer suffizienten Individualversorgung verschoben. Infektionskrankheiten an Bord Herausforderung für Hygiene und Prävention Wegner K Schifffahrtmedizinisches Institut der Marine, Kopperpahler Allee 120, 24119, Kronshagen, Deutschland Die Möglichkeit Infektionskrankheiten an Bord zu bringen sind vielfältig. Ist der verursachende Erreger kontagiös, besteht, insbesondere auf Schiffen mit großer Besatzung und vielen Passagieren, ein wichtiges Potential für das Auftreten einer Massenerkrankung. Ausbrüche von Erkrankungen auf Schiffen sind häufig beschrieben. Kontagiöse Gastroenteritiden sind häufig und können sowohl durch bakterielle als auch virale Erreger verursacht sein. Zu Beginn dieses Jahres brachen mehrfach Massenerkrankungen an Bord von Kreuzfahrtschiffen durch Norovirus auf. Durch die infrastrukturellen Gegebenheiten an Bord mit beengten Raumverhältnissen und vielen Reisenden sind die Bedingung für die Übertragung kontagiöser Erkrankungen grundsätzlich erleichtert. Hinzu kommen die umfangreichen Möglichkeiten, sich mit den jeweilig endemischen Erkrankungen in den angelaufenen Häfen anzustecken. Durch Ansteckung weiterer Personen kann es schnell zu einer rasanten Ausbreitung kommen. Je nach Inkubationszeit der Erkrankung erkranken die Passagiere bereits an Bord oder können die Erkrankung in ihre Heimatländer mitnehmen. Insbesondere bei gefährlichen Erkrankungen muss die Ausbreitung schnellstmöglich verhindert werden. Der Bordbesatzung fällt somit neben der Behandlung Einzelner auch die Aufgabe der Erfassung des Ausbreitungsgeschehens und dessen Eindämmung zu. Möglichkeiten der Prävention sind sowohl schiffsseitig als auch individualmedizinisch gegeben. Schiffbaulich kann einer Vermehrung von Erregern hervorragend vorgebeugt werden aber auch die Übernahme von Material wie Wasser und Lebensmittel stellt eine permanente Herausforderung dar. Ein vernünftiger Umgang mit der eigenen Gesundheit, adäquater Impfstatus sowie eine konsequente Expositionsprophylaxe und differenzierte Chemoprophylaxe sind beste Voraussetzung eine Infektion zu verhindern.
