Fiziologija potapljanja:
Narkotično delovanje kisika (povzetek)

  

Fiziologija potapljanja

   (Dean Horvat et al.)  
 

1. ˝A te kisik zadane, al' ne?˝

Da. Kisik je narkotičen plin, približno 3-4-krat bolj kot dušik VENDAR v pogojih, kjer njegov parcialni tlak bistveno presega vrednost 1.6 ATA, ki je po tabeli NOAA določena kot kritična vrednost za nastanek akutne toksičnosti kisika. Če se v organizmu nahaja raztopljen, je njegov narkotični efekt zanemarljiv do približno PO2 = 3 ATA. Manjše težave zaradi obilice raztopljenega kisika v organizmu so sicer podobne narkotičnim učinkim inertnih plinov, vendar jih fenomenološko uvrščamo med posledice toksičnega delovanja kisika.

2. ˝Glede teh,....manjših,..ehm,.fenemo.., feminol...ah: težav, no˝

Narkotično delovanje je v osnovi pri potapljanju definirano, kot delovanje plina na centralni živčni sistem, zaradi česar pride do motenj zavesti, izraženih v večji ali manjši meri. Kisik na omenjeni način vpliva predvsem na tri načine:

a) Visok PO2 ima dramatične učinke na cirkulatorni sistem: Povišan PO2 povzroči vazokonstrikcijo (stisnjenje ožilja, s čimer se zmanjša pretok krvi skozi ožilje). Zaradi tega se zmanjša dotok krvi v koronarni sinus, koronarno arterijo in miokard (ali preprosteje: v srce in glavne žile odvodnice tik ob izhodu iz srca), česar posledica je zmanjšan dotok krvi v možgane (npr. pri PO2=1.0ATA za 13%, pri PO2=3.0ATA za 25%). Sicer resen problem se dodatno komplicira zaradi viška CO2, ki je vazodilatator (širi ožilje). Posledica tega so resna nihanja krvnega tlaka in motnje v delovanju srca, za katere je značilno izmenjevanje prepočasnega delovanja srca (bradikardija) z obdobji razbijanja srca (palpitacijami). Vse to privede do obremenitve srčno-žilnega sistema, motenj dihanja in motenj zavesti.

b) Kisik je močan kemijski oksidant: Ena izmed struktur, ki jo prizadene kisik zaradi svojih oksidativnih lastnosti je živčno tkivo: Kisik namreč reagira z maščobnimi (lipidnimi) molekulami, ki ovijajo živčna vlakna. Pri tem nastaja lipidni peroksid, substanca, ki še močneje oksidira živčno tkivo ter encime in koencime celičnega metabolizma v živčnih celicah. Delovanje lipidnega peroksida na živčno tkivo se kaže v zunanjih nevroloških znakih, med kaere sodijo tudi motnje zavesti.

c) Kisik okvari prenos živčnih signalov: Poleg oksidativnega delovanja kisika na lipidne molekule živčnega tkiva, le-ta inhibira tudi encime, odgovorne za sintezo nevrotransmiterjev (posebnih kemijskih substanc, ki so odgovorne za prenos živčnih impulzov od konca enega živčnega vlakna na začetek drugega preko špranje med njima, ki jo imenujemo sinaptična reža). Med temi encimi sta najpomembnejša glutaminska kislina in dekarboksilaza. Ta dva encima sta namreč vključena v proces sinteze izjemno pomembnega nevrotransmiterja, Gama-amino maslene kisline (ali krajše: GABA). GABA je namreč aktivna pri oksidativnem metabolizmu v možganih, kjer normalno spremninja možgansko aktivnost tako, da inhibira nevrotransmiterje (preprosteje: deluje kot stikalo, ki ugasne prenos živčnih impulzov). Ker je kisik uničil encime, odgovorne za sintezo GABA, so količine le-te v možganih nizke, kar privede do tega, da se bodo živčni impulzi prenašali nekontrolirano. Konvulzijo - napad krčev bodo hkrati ali predhodno spremljale tudi motnje zavesti. Omenjene (in še nekatere druge) učinke kisika, ki neposredno vplivajo na stopnjo zavesti potapljača, kot sem že omenil štejemo v skupino toksičnega in ne neposredno narkotičnega delovanja kisika.

3. ˝OK. A potem kisik sploh lahko deluje narkotično in hkrati ne toksično?˝

Seveda. Eden izmed najbolj zanimivih, a hkrati ne edini, aspekt narkotičnega delovanja kisika je mehansko delovanje molekul kisika na živčevje, kar pomeni, da molekule kisika fizično ovirajo ali povsem blokirajo prenos impulzov po živčnem vlaknu (proces sicer imenujemo depolarizacija) tako, da le-ta ˝razelektrijo˝ v Ranvierovih zažemkih ali v sinaptičnem prostoru.

4. ˝Kako je to sploh možno? Saj je kisik vendar najmočnejši biološki oksidant, ki reagira s skoraj sleherno substanco. Nah, kisik prav gotovo ne more delovati mehansko, temveč zgolj kemično.˝

Ob visokem zasičenju telesa s kisikom pri visokih parcialnih tlakih del kisikovih molekul deluje mehanično, poleg tega pa ima še čisto prave, kemične narkotične lastnosti. Ampak, saj se nikoli ne potapljate (dolgo časa) tako, da PO2 preseže 3ATA, kajne? Problem pa postane očiten, ko v obzir vzamemo dejstvo, da v našem telesu VEDNO obstajajo asimptomatski MEHURČKI - torej plini dihalne mešanice, ki niso v raztopini, temveč v prosti plinski fazi! Ali preprosteje: četudi potapljač nima dekompresijske bolezni, se (pred), med in po vsakem potopu del plinov, ki jih diha, v telesu nahaja v obliki mehurčkov (t.im. mikrofazi ali nukleacijskih jedrih), ki pa se ne izražajo klinično. Če k velikosti teh mehurčkov prispeva tudi kisik, potem bo lahko mehansko vplival na prenos živčnih impulzov.

5. ˝Nemogoče, kisik lahko prosto difundira prek membrane mehurčka.˝

Res je, vendar le do določenega tlaka. Še pred podrobnejšo razlago tega fenomena, si oglejmo sam mehurček: sestavlja ga v glavnem dušik (ali drugi inertni plini), CO2, vodna para in kisik, ki pa lahko difundira preko membrane v zunanjost in se tam porablja za procese metabolizma. Kljub temu je za naše telo mehurček tujek, zato se dokaj hitro obda s slojem levkocitov (belih krvničk, odgovornih za imunski odgovor telesa), ki spremenijo prepustnost membrane, izhajajoči kisik pa jih oksidira - uniči, zlepi in napravi rigidne. Če zanemarimo vse zanimive posledice tega v zvezi z nastankom dekompresijske bolezni, lahko opazimo, da se ob tem na površini mehurčka formira sloj, ki ovira prehod kisika iz mehurčka v okolico. Drugi del problema, zanimiv za tehnične potapljače pa leži v dejstvu, da membrana mehurčka postane NEPROPUSTNA za sleherni plin, ko se le-ta nahaja v okolju, kjer absolutni tlak znaša 9-10 ATA (torej 80-90 metrov!). Kisik v tem primeru ostane ujet v mehurčku, zaradi česar tudi vpliva mehansko na živčevje - torej z mehanizmom, identičnim onemu pri drugih inertnih plinih.

6. ˝Kako pa je kisik sploh prišel v prosto plinsko fazo? Saj to ni možno!˝

Je možno. Pri tehničnem potapljanju in sicer pri menjavi plinskih mešanic, ko izmenjamo dihalno mešanico z inertnim plinom, ki se v telesu relativno počasi raztaplja (npr. dušik) z mešanico, ki vsebuje inertni plin, ki se v telesu relativno hitro raztaplja (npr. helij). V času izmenjave pride do pojava tranzicijske supersaturacije - stanja, ko skupni tlak raztopljenih inertnih plinov presega absolutni tlak okolice (dušik se izloča počasi, helij priteka hitro). Takrat se v telesu formirajo mehurčki brez spremembe globine. Če je potapljač pred tako izmenjavo dihal mešanico z visokim odstotkom kisika (kot npr. pri izmenjavi nitrox -> trimix), bo del kisikovih molekul prešel v prosto plinsko fazo in bo sodeloval pri formaciji mehurčka. Hitro spuščanje v globino in globina sama (80 m je običajna globina tehničnih potopov) dodatno prispevata k opisanemu.

7. ˝N'č ne štekam, ampak zihr je kul˝

Vzrok za narkotično delovanje kisika je vsaj dvojen: kemični A, (ki prispeva k siceršnji toksičnosti kisika), kemični B (ki je pravi narkotični efekt pri visokih parcialnih tlakih kisika) in mehanski ( zaradi česar se pri planiranju tehničnih potopov na globine 80 metrov in več privzema narkotičnost kisika, ki je poenostavljeno identična dušikovi). Dejanski narkotični efekt kisika je vsota teh faktorjev.

8. ˝Ampak mene žena/mož ne pusti, da bi se vpisal-a v krožek tehničarjev! Jest s'm rekreativec. Kaj je s kisikom tu?˝

Vse so vam povedali že na začetnem tečaju pod poglavjem ˝Narkotično delovanje dušika˝. Kisik je s stališča narkotičnosti tu nepomemben. Podobno velja za rekreativni EANx.

9. ˝Mene bo žena/mož vsak čas zapustil-a, ker sem se vpisal-a v krožek tehničarjev! Grozi, da bo vzela avto, s katerim vozim opremo...˝

Ne bo. Vzemite ključe avtomobila s seboj na potop. Upoštevajte narkotičnost kisika pri izračunu potopov, uporabljajte RGBM, podvojite število stage-ov, uporabljajte več različnih inertnih plinov in pri spustu izvajajte leteče switche. Malce dražje, a vseeno veliko ceneje, kot rebreather.

10. ˝A je še kej?˝

Prispevek je nastal s skupnim naporom Deana in udeležencev slovenskih potapljaških list (predvsem klubov Norik Sub in Sharky) v času med 18. in 26. marcem 2001, besedila sem uredil in tule objavil Gregec.

Pomembnejša sporočila na temo sem uredil in shranil tule:

 

Veliko lepih in varnih potopov,

Gregec

[Nazaj]

Spisal (C) Dean in listavci na HTML pretvoril inu na svitlo dal Gregec, 26. marca2001