Hypoxie ist der medizinische Fachbegriff für eine mangelnde Versorgung des Körpers mit Sauerstoff. Sie kann den ganzen Organismus betreffen oder nur einzelne Gewebe; ein vollständiges Fehlen von Sauerstoff heißt Anoxie. Beim Tauchen geht es fast immer um die erste Form: Das Atemgas oder der angehaltene Atemzug liefert zu wenig Sauerstoff, und im Wasser bedeutet das schnell Bewusstlosigkeit. Eine Hypoxie beginnt bei einem Sauerstoffpartialdruck im Atemgas ab 0,16 bar. Der Gegenbegriff ist die Hyperoxie, das Zuviel an Sauerstoff.
Was bedeutet pO2-Wert?
Das Kürzel pO2 steht für den Sauerstoffpartialdruck, und es begegnet Tauchern in zwei Bedeutungen, die man auseinanderhalten muss.
Im Atemgas ist der Partialdruck eine Rechengröße nach dem Gesetz von Dalton: Sauerstoffanteil mal Umgebungsdruck. Der normale Anteil von Sauerstoff in der Atemluft liegt bei 21 % (= 0,21 bar). Sinkt dieser Anteil (bei normalem Umgebungsdruck von 1 bar) auf unter 16 %, kommt es zu den ersten Anzeichen von Sauerstoffmangel. Auf diesen Wert beziehen sich die 0,16 bar am Anfang dieses Eintrags.
Im Blut ist der pO2-Wert dagegen eine Labormessgröße, die im Rahmen der Blutgasanalyse im arteriellen bzw. Kapillarblut bestimmt wird. Er zeigt die Menge des im arteriellen Blut gelösten Sauerstoffs an und wird in der Medizin meist in mmHg angegeben. Er ist nicht dasselbe wie der Partialdruck im Atemgas; die Grenzen aus der Tauchplanung lassen sich nicht auf ihn übertragen.
Das SSI-Schulungsbuch Enriched Air Nitrox stellt die Werte für das Atemgas als Leiter dar, die der Eintrag Partialdruck vollständig wiedergibt. Für die Untergrenze sind drei Stufen wichtig:
- 0,16 bar: Grenzwert der Hypoxie, darunter lässt die Leistungsfähigkeit nach.
- 0,12 bar: minimales Niveau, um bei Bewusstsein zu bleiben (Näherungswert).
- 0,10 bar: minimales Niveau, um am Leben zu bleiben.
Wie kommt es zur Hypoxie?
Die mangelnde Versorgung mit Sauerstoff kann vor allen Dingen beim technischen Tauchen oder beim Apnoetauchen auftreten, aber auch nach einer extremen Hyperventilation an Land. Beim Streckentauchen im Schwimmbad erleben das Gefühl schon Schulkinder. Wenn man zu lange unten bleibt, kommt es zum berüchtigten „Schwimmbad-Blackout“.
Die Medizin unterscheidet mehrere Formen. Für Taucher zählen vor allem zwei: die hypoxämische Hypoxie, bei der schon der Sauerstoffpartialdruck des Eingeatmeten zu niedrig ist – das DocCheck Flexikon nennt als Beispiel ausdrücklich das Tauchen mit einem zu langen Schnorchel –, und die anämische Hypoxie, bei der das Blut den Sauerstoff nicht binden kann, etwa bei einer Kohlenmonoxidvergiftung durch verunreinigte Atemluft. Dazu kommen Durchblutungsstörungen und Vergiftungen der Zellatmung, die beim Tauchen keine eigene Rolle spielen.
Hypoxie beim technischen Tauchen
Aber auch beim technischen Tauchen kann eine Hypoxie auftreten, wenn man in einer zu geringen Tiefe auf ein Gas mit einem zu geringen Sauerstoffanteil wechselt und dadurch der Sauerstoffpartialdruck unter 0,16 bar fällt. Oder wenn ein hypoxisches Gemisch – ein Bodengas, das für große Tiefen absichtlich wenig Sauerstoff enthält – schon an der Oberfläche oder im Flachen geatmet wird. Ein solches Gas ist nicht falsch gemischt, sondern zur falschen Zeit am Mund. Gefährlich wird auch ein Gas, dessen tatsächlicher Sauerstoffanteil vom geplanten abweicht, weil es nicht analysiert wurde.
Die Rechnung ist einfach: Ein Gemisch mit 10 % Sauerstoff erreicht 0,16 bar erst bei einem Umgebungsdruck von 1,6 bar, also in rund 6 m Tiefe. Darüber reicht es nicht, um die Leistungsfähigkeit zu erhalten. Beim Gaswechsel ist das die seltenere, aber ebenso reale Fehlerrichtung neben dem zu tief geatmeten Deko-Gas.
Am Kreislaufgerät kommt eine dritte Ursache hinzu: Fällt die Sauerstoffeinspeisung aus, verbraucht der Taucher den Sauerstoff im Kreis, ohne dass sich das Atmen verändert. Der Eintrag halbgeschlossenes Kreislaufgerät beschreibt diese Fehlerbilder.
Flachwasserbewusstlosigkeit als Folge einer Hypoxie
Eine Hypoxie beim Apnoetauchen tritt oft nicht in der Tiefe, sondern erst im flachen Wasser beim Auftauchen auf. Wie kommt es zu diesem paradoxen Phänomen?
Steigender Partialdruck in der Tiefe wiegt den Taucher in trügerischer Sicherheit
Beim Abtauchen ohne Drucklufttauchgerät wird der Brustkorb und somit auch die Lunge durch den steigenden Umgebungsdruck komprimiert. Das hat eine Erhöhung der Partialdrücke der Atemgase zur Folge. Es kommt zu einem verstärkten Übertritt von Sauerstoff ins Blut, der vom Körper vor allen Dingen in der Muskulatur (Flossenschlag usw.) verbraucht wird. Zu einer Hypoxie kommt es unter diesen Bedingungen in der Tiefe nicht, da auch der Sauerstoffpartialdruck erhöht ist. Dem Körper – oder besser dem Gehirn des Tauchers – wird also eine „Luxusversorgung“ mit Sauerstoff vorgegaukelt.
Beim Auftauchen sinkt der Sauerstoffpartialdruck
Irgendwann zwingt der durch den CO2-Anstieg im Blut stärker werdende Atemreiz den Taucher zum Auftauchen. Hierbei fallen die Partialdrücke aller Atemgase in der Lunge schnell ab. Besonders der Abfall des Sauerstoffpartialdruckes ist umso stärker, je mehr von diesem Gas durch Anstrengung in der Tiefe verbraucht wurde.
Bewusstlosigkeit an der Oberfläche
Kurz vor oder unmittelbar nach Erreichen der Wasseroberfläche kann der Sauerstoffpartialdruck dann so niedrig werden, dass die Sauerstoffversorgung des Gehirns nicht mehr ausreichend ist. Urplötzlich verliert der Taucher das Bewusstsein. Wenn er jetzt keine Hilfe bekommt, wird er bewusstlos wieder absinken. Der immer stärker werdende Atemreiz wird vom Körper unterbewusst ausgelöst und jetzt „atmet“ der bewusstlose Taucher Wasser ein (Wasseraspiration). Die Folge ist Tod durch Ertrinken.
Warum Hyperventilation die Falle verschärft
Der Atemreiz entsteht durch das ansteigende Kohlendioxid, nicht durch den sinkenden Sauerstoff. Wer vor dem Abtauchen mehrmals schnell und tief atmet, senkt das Kohlendioxid im Blut deutlich, erhöht den Sauerstoffgehalt aber nach DAN nur geringfügig. Der Atemreiz kommt dadurch später, der Sauerstoff reicht aber nicht länger. Er kann unter die Schwelle fallen, die das Bewusstsein trägt, bevor überhaupt ein Drang zum Atmen spürbar wird. DAN hält nach eigener Aussage höchstens zwei volle Atemzüge vor dem Abtauchen für ein vermutlich vertretbares Maß und weist darauf hin, dass „Vorbereitungsatmung“ oder „Reinigungsatemzüge“ nur andere Namen für dasselbe sind.
Woran man eine Hypoxie erkennt
An Land kündigt sich eine allgemeine Hypoxie mit Unruhe, Angst, Atemnot, Blaufärbung von Haut und Lippen (Zyanose) und schnellem Puls an; bleibt die Ursache bestehen, folgen Bewusstseinsverlust, Koma und Kreislaufstillstand. Unter Wasser hilft diese Liste wenig: Beim Apnoetauchen kommt der Blackout meist ohne spürbare Vorwarnung, und am Kreislaufgerät sinkt der Sauerstoffanteil, ohne dass sich das Atmen verändert. Die Sicherheit liegt deshalb nicht im Erkennen, sondern im Verhindern.
Was ein Taucher daraus mitnimmt
Als Tauchlehrer halte ich drei Punkte für entscheidend:
- Jedes Mischgas analysieren und die Flasche beschriften, bevor sie ins Wasser geht. Für ein hypoxisches Gemisch gehört neben der Höchsttiefe auch die Tiefe dazu, ab der es atembar ist.
- Nie allein apnoetauchen, auch nicht im Schwimmbad. DAN betont, dass ein Bademeister am Beckenrand keine persönliche Aufsicht ersetzt, und nennt für einfache Tauchgänge im Flachen das Prinzip „einer oben, einer unten“ als Schutz.
- Den Partner nach dem Auftauchen weiter beobachten, nach DAN mindestens 30 Sekunden lang, weil die Bewusstlosigkeit auch erst nach dem ersten Atemzug eintreten kann.
Häufige Fragen zur Hypoxie
Quellen
- DAN, Alert Diver: Hypoxia in Breath-Hold Diving – Atemreiz durch Kohlendioxid, geringer Sauerstoffgewinn durch Hyperventilation, Flachwasser-Blackout, höchstens zwei volle Atemzüge, Aufsicht mindestens 30 Sekunden nach dem Auftauchen.
- DocCheck Flexikon: Hypoxie – Definition, Anoxie, Formen der Hypoxie, Schnorchel-Beispiel, Symptome.
- SSI: Enriched Air Nitrox, Schulungsbuch – Leiter der Sauerstoffpartialdrücke (0,10 / 0,12 / 0,16 bar), wiedergegeben im Eintrag Partialdruck.
- tauchen.de: Apnoe-Tauchen – Potentielle Risiken beim Freediving
