Wie wird die Atmung in großen Höhen während der Raumfahrt und unter Wasser beeinflusst?

1. Hypoxie: Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck ab, was zu einem verringerten Sauerstoffpartialdruck (PO2) führt. Dies führt zu Hypoxie, einem Zustand, bei dem das Körpergewebe weniger Sauerstoff erhält als benötigt.

2. Schnelles Atmen: Als Reaktion auf eine Hypoxie erhöht der Körper die Atemfrequenz, um den niedrigeren Sauerstoffgehalt auszugleichen. Durch schnelles Atmen gelangt mehr Sauerstoff in die Lunge.

3. Hyperventilation: In einigen Fällen kann schnelles Atmen zu Hyperventilation führen, bei der die Person übermäßig atmet, was zu einem Ungleichgewicht des Sauerstoff- und Kohlendioxidspiegels im Blut führt.

4. Langsamerer Kreislauf: Ein niedriger Sauerstoffgehalt kann zu einer Verengung der Blutgefäße führen, was zu einer langsameren Blutzirkulation führt. Dadurch wird die Sauerstoffversorgung des Gewebes behindert.

5. Kognitive Beeinträchtigung: Eine längere Hypoxie in großen Höhen kann die kognitiven Funktionen, das Urteilsvermögen und die Koordination beeinträchtigen, was besonders während der Raumfahrt gefährlich sein kann.

6. Lungenödem in großer Höhe (HAPE): Eine schwere Erkrankung, die in großen Höhen auftreten kann, wo sich Flüssigkeit in der Lunge ansammelt und den Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid beeinträchtigt.

Unterwasser (Gerätetauchen oder Sättigungstauchen):

1. Erhöhter Druck: Unter Wasser nimmt der Druck mit der Tiefe deutlich zu. Dieser erhöhte Druck beeinflusst das Atmungssystem und die Gasdynamik.

2. Stickstoffnarkose: In Tiefen von mehr als 30 Metern (100 Fuß) kann es bei Tauchern zu einer Stickstoffnarkose, einem Zustand der Euphorie und einer eingeschränkten Urteilskraft aufgrund des hohen Stickstoffpartialdrucks kommen.

3. Sauerstofftoxizität: Das Einatmen von reinem Sauerstoff bei erhöhtem Druck kann zu einer Sauerstoffvergiftung führen, die zu Anfällen, neurologischen Schäden und sogar zum Tod führen kann. Taucher müssen ihre Sauerstoffexpositionszeiten sorgfältig überwachen.

4. Dekompressionskrankheit (DCS): DCS, auch „die Biegungen“ genannt, tritt auf, wenn Taucher zu schnell auftauchen oder Gase unterschiedlicher Zusammensetzung einatmen, wodurch sich gelöste Stickstoffblasen im Gewebe bilden, was zu Gelenkschmerzen, Müdigkeit und möglicherweise schwerwiegenden neurologischen Symptomen führt.

5. Atemarbeit: Das Einatmen von komprimiertem Gas unter Wasser erhöht den Widerstand gegen den Luftstrom und erschwert das Atmen. Taucher müssen diese erhöhte Atembelastung bei ihren Tauchgängen berücksichtigen.

6. Hyperkapnie: Beim Tauchen mit Kreislaufgeräten mit geschlossenem Kreislauf besteht die Gefahr einer Kohlendioxidansammlung (Hyperkapnie), wenn das Kreislaufgerät eine Fehlfunktion aufweist oder nicht richtig gesteuert wird.

Die Beherrschung der Atmung sowohl in hochgelegenen Weltraumumgebungen als auch beim Tauchen unter Wasser erfordert spezielle Schulungen, strenge Protokolle und eine sorgfältige Überwachung des Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalts, um Risiken zu minimieren und die Sicherheit zu gewährleisten.