Διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και η επίδρασή του στην κατάδυση

Φυσικές ιδιότητες:

Χημικό σύμβολο  : CO₂ 

Μοριακή μάζα       : 44,01 g/mol 

Διαλυτότητα           : στο νερό 1,45 g/L
Πυκνότητα              : 1,977 g/1 (είναι βαρύτερο του αέρα και επικάθεται στο έδαφος)

Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ύπουλο, αόσμο και άγευστο δηλητηριώδες αέριο σε μεγάλες ποσότητες, παρ' ότι είναι απόβλητο του οργανισμού μας, είναι άκρως απαραίτητο για την ρύθμιση του κύκλου της αναπνοής μας.

Αυξημένη συγκέντρωση CO₂ στο αίμα προκαλεί χωρίς την θέλησή μας άμεση επιτάχυνση του ρυθμού της αναπνοής μας, αυξάνοντας έτσι τον όγκο αναπνοής ανά λεπτό και μας οδηγεί σε βαθιές και γρήγορες αναπνοές μέχρι να επανέλθει ξανά η ισορροπία σε φυσιολογικά επίπεδα. Το αποτέλεσμα της αυξημένης αναπνοής δίνει τη δυνατότητα εκπνοής του διοξειδίου του άνθρακα. 

Τα ανεκτά όρια μεταξύ μέγιστης και χαμηλής μερικής πίεσης CO₂ στο αίμα είναι σχετικά μικρά και αν παραβιαστούν προς τα επάνω ή προς τα κάτω π.χ. με υπεραερισμό ή υποαερισμό,  τότε έχουμε μια σειρά προβλημάτων στον οργανισμό μας.

 

Όρια μεταξύ μέγιστης και χαμηλής μερικής πίεσης CO₂ στο αίμα. 

1 bar = 760 mmHg (mm στήλης υδραγύρου)

Η αυξημένη συγκέντρωση CO₂ χωρίς τον ανάλογο αερισμό επιδρά τοξικά στο οργανισμό μας προκαλώντας ισχυρό πονοκέφαλο, μούδιασμα των άκρων, ναυτία, αδυναμία λογικής σκέψης και τέλος σε απώλεια συνείδησης όταν η μερική πίεση υπερβεί περίπου 0,1 bar. Κρίσιμης σημασίας για τις φυσιολογικές επιδράσεις της αυξημένης μερικής πίεσης του CO₂ είναι η χρονική έκθεση. Η έκθεση για μικρό χρονικό διάστημα (περίπου μια ώρα) σε συσσωρευμένη ποσότητα 3% CO₂ το οποίο αντιστοιχεί σε ppCO₂ 30 mbar (ή ppCO₂  0,03 bar) ο οργανισμός μας το ανέχεται χωρίς ιδιαίτερα προβλήματα, αντίθετα σε μια μακροχρόνια έκθεση ο οργανισμός μας ανέχεται μέγιστη ποσότητα 0,5% ή ppCO₂ 5 mbar.

Παρατηρούμε λοιπόν, ότι εκτός από την μερική πίεση, καθοριστικός παράγοντας στην επίδραση και τις επιπτώσεις του CO₂ στον οργανισμό μας είναι και η χρονική έκθεση, γι’ αυτό το λόγο πρέπει να είμαστε συνεχώς σε εγρήγορση.  

Εκτός από την ποσότητα 0,033%  που υπάρχει στην ατμόσφαιρα, το σώμα μας παράγει με οξειδωτική αποικοδόμηση των θρεπτικών συστατικών, δηλαδή, με την καύση, περίπου 4% διοξείδιο του άνθρακα ως "απόβλητο", το οποίο μεταφέρεται από το αίμα στους πνεύμονες, όπου  και το εκπνέουμε φυσιολογικά.

Η μεταφορά του CO₂ γίνεται με τους εξής τρόπους:

1) Το μεγαλύτερο μέρος του CO₂ (περίπου 70% - 80%), μετά την καύση και την αποβολή του, περνάει με διάχυση στο πλάσμα των τριχοειδών αγγείων και από εκεί παραλαμβάνεται από τα ερυθρά αιμοσφαίρια, ενώνεται μέσω  χημικής αντίδρασης με μια πολύπλοκη διαδικασία (με την οποία δεν θα ασχοληθούμε περισσότερο) και μετατρέπεται σε όξινα ανθρακικά ιόντα. Σε αυτή τη μορφή μεταφέρεται στους πνεύμονες. Λίγο πριν την ανταλλαγή των αερίων στις κυψελίδες με μια γρήγορη διαδικασία αποδεσμεύεται από την χημική ένωση διαχέεται ξανά στο αίμα επίσης με γρήγορη διαδικασία και στη συνέχεια αποβάλλεται κανονικά από τους πνεύμονες μετά την ανταλλαγή των αερίων στις κυψελίδες. 

2) Ποσοστό 5% - 10% διαλύεται - διαχέεται στα υγρά (στο αίμα) με φυσιολογική διαδικασία, όπου εκτός από τη διαλυτότητα σπουδαίο ρόλο παίζει και η εκάστοτε μερική πίεση του CO₂. 

3) Ποσοστό 5% - 10% δεσμεύεται με χημική ένωση από την αιμοσφαιρίνη (πρωτεΐνη του αίματος) και μεταφέρεται στους πνεύμονες όπου και αποβάλλεται φυσιολογικά.

ΟΙ επιδράσεις του διοξειδίου του άνθρακα:

Πως όμως φτάνουμε σε σημείο να αναπνέουμε μεγάλη ποσότητα CO₂  στην κατάδυση??

Συχνά υποπτευόμαστε ότι ο αέρας της φιάλης μας περιέχει μεγαλύτερη ποσότητα από ότι ορίζουν οι προδιαγραφές των αεροσυμπιεστών. Αυτό μπορεί να συμβεί μόνο αν το περιβάλλον που βρίσκεται ο αεροσυμπιεστής είναι επιβαρυμένο.

Μπορεί επίσης να συμβεί στις καταδύσεις με συσκευή επαναπνοής (Rebreather), η αιτία μπορεί να είναι υγρασία στο φίλτρο νατράσβεστου της συσκευής ή ο νατράσβεστος να έχει εξαντλήσει την δεσμευτική του ικανότητα με αποτέλεσμα να μην δεσμεύει πλέον το CO_2.

Στις περισσότερες περιπτώσεις όμως ευθύνεται ο “κακός μας εαυτός”.

Η πρώτη αιτία είναι η εξοικονόμηση αέρα

Αυτή η ευρέως διαδεδομένη κακή συνήθεια προέρχεται από τη άποψη ότι ένας "καλός" δύτες πρέπει να καταναλώνει λίγο αέρα, σίγουρα είναι μια λανθασμένη άποψη αφού αγνοούνται σημαντικοί παράγοντες. Η κατανάλωση του αέρα έχει να κάνει σε μεγάλο βαθμό από το περιβάλλον στο οποίο βρισκόμαστε, από την σωματική εργασία που εκτελούμε, παγωμένα νερά, άγχος κ.λ.π., όλα τα πάρα-πάνω προκαλούν αύξηση του ρυθμού αναπνοής και κατ’ επέκταση αύξηση της κατανάλωσης αέρα.

Ακόμα και αν μια ομάδα δυτών καταδύεται στο ίδιο περιβάλλον, η κατανάλωση του αέρα διαφέρει από δύτη σε δύτη. Η προσωπική κατανάλωση υπόκειται στην επιρροή διαφόρων παραγόντων όπως π.χ. η φυσική κατάσταση, το σωματότυπο του δύτη, το επίπεδο εκπαίδευσης, άγχος  και διάφορα άλλα ακόμα δευτερευούσης σημασίας. Μια αναταραχή ή νευρικότητα για οποιοδήποτε λόγο, μας οδηγεί σε ταχυπαλμία, αύξηση της αρτηριακής πίεσης και κατ' επέκταση αύξηση της κατανάλωσης του αέρα.

Πολύ συχνά για να μειώσουμε την κατανάλωση του αέρα αρχίζουμε συνειδητά να αναπνέουμε μικρότερη ποσότητα αέρα νομίζοντας ότι έτσι θα έχουμε μεγαλύτερη επάρκεια και μεγαλύτερο χρόνο κατάδυσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις συμβαίνει ακριβώς το αντίθετο, στη πραγματικότητα δεν εξοικονομούμε αέρα αλλά αρχίζουμε να έχουμε πονοκέφαλο ή ακόμα και ναυτία ενώ στο σύνολο η κατανάλωση μας μπορεί ακόμα και να αυξηθεί. Στην συνειδητή προσπάθεια να αναπνεύσουμε λιγότερο, εκπνέουμε λιγότερο CO₂ με αποτέλεσμα να αυξάνει η μερική πίεση του CO₂ στο αίμα ακόμα περισσότερο και μπορεί να προκαλέσει εκτός από τις επιπτώσεις που προανάφερα πιο πάνω ακόμα και Black-out (απώλεια συνείδησης) παρ' ότι αναπνέουμε από καταδυτική συσκευή και έχουμε επάρκεια αέρα.

Η δεύτερη αιτία είναι η υπερκαπνία-δύσπνοια (Essoufflement):

Το σύνδρομο “Essoufflement”, γαλλική λέξη, μεταφράζεται σε υπερκαπνία-δύσπνοια, σύνδρομο το οποίον εμφανίζεται υποβρυχίως αναπνέοντας από καταδυτική συσκευή και μπορεί να εξελιχτεί ακόμα και σε Black-out.

Πρόκειται για μια υφέρπουσα (σταδιακή-αργή) αύξυση του CO₂ στο αίμα το οποίο δεν συμβαδήζει με την κατανάλωση του αέρα (λίτρα/λεπτό) προκαλώντας στον δύτη αίσθηση δύσπνοιας-ανεπάρκεια αέρα. Το αναπνευστικό μας σύστημα κάτω από κανονικές συνθήκες στο φυσικό μας περιβάλλον η ροή της αναπνοής γίνεται χωρίς ή με  ελάχιστο στροβιλισμό εξασφαλίζοντας έτσι καλή ανταλλαγή των αερίων στις κυψελίδες των πνευμόνων αφού προηγουμένως ο αέρας έχει καθαριστεί από τα μικροσωματίδια που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα και έχει προσαρμοστεί η θερμοκρασία με αυτή του σώματος 37 °C, (με άλλα λόγια έχει κορεστεί με ατμό/υγρασία 0,063 bar).

Στην κατάδυση όμως αναπνέουμε αέρα ή μίγματα με πίεση ανάλλογη με το βάθος που βρισκόμαστε, δηλαδή, ο αέρας που αναπνέουμε έχει μεγαλήτερη πυκνότητα και σε συνδιασμό με αυξημένη παραγωγή έργου ευνοεί την αύξυση του CO₂. Η αύξηση του CO₂ ερεθίζει το αναπνευστικό κέντρο (βρίσκεται περίπου στην περιοχή του αυχένα), προκαλώντας ταχεία και βαθιά αναπνοή (ταχύπνοια), η οποία χωρίς να μπορούμε να την επιρεάσουμε, μας οδηγεί σε αύξηση της ταχύτητας ροής του αέρα έως ότου καταλήξει στους πνεύμονες. Η αύξηση της ταχύτητας δημιουργεί ισχυρό στροβιλισμό και εκτός του ότι καταστρέφει-σπάει πολλές κυψελίδες, εμποδίζει συμαντικά την ανταλλαγή των αερίων. 

Το αποτέλεσμα είναι: 

1. περαιτέρω αυξημένη αντίσταση αναπνοής,
2. περαιτέρω αύξηση του στροβιλισμού
3. επιδείνωση στην ανταλλαγή αερίων
4. αύξηση του CO₂. 

Σε ακραίες περιπτώσεις μπορεί να οδηγήσει ακόμα και σε μια πλήρη κατάρρευση-κλείσιμο επιμέρους βρογχιολίων (λόγω σχετικής υποπίεσης η οποία δημιουργείτε από τον στροβιλισμό), έτσι το CO₂  εγκλωβίζεται στις κυψελίδες και παραμένει στους πνεύμονες. Τα βρογχιόλια (βλέπε εικόνες πιο κάτω) είναι οι πρώτοι εναέριοι διάδρομοι-κλάδοι πρίν τις κυψελίδες οι οποίοι δεν διαθέτουν χόνδρους και η διάμετρος τους είναι περίπου 1mm. 
Το αίσθημα της δύσπνοιας μας οδηγεί σε μια προσπάθεια να αναπνεύσουμε περισσότερο, ενισχύεται ακόμα περισσότερο η αίσθηση ότι δεν επαρκεί ο αέρας που μας δίνει ο ρυθμιστής μας. Η "λανθασμένη" αίσθηση ανεπάρκειας αέρα καταλήγει συνήθως σε πανικό και στη συνέχεια σε ανεξέλεγκτη ανάδυση! 

Βρογχιόλια

Συνήθως παρουσιάζεται σε αυτοδύτες οι οποίοι:

1. καπνίζουν .......
2. δεν έχουν καλή φυσική κατάσταση
3. έχουν άλλα παθολογικά αίτια
4. όταν δεν μπορούν να αντεπεξέλθουν σε πολύ δύσκολες απαιτήσεις μιας κατάδυσης
5. σε κατάδυση με χαμηλή θερμοκρασία νερού
6. εκτελούν αυξημένη σωματική εργασία
7. έχουν πρόβλημα κλειστοφοβίας κ.λ.π.

Τα πρώτα σημάδια είναι:

1. ανασφάλεια
2. φοβία
3. ταχυπαλμία
4. αυξημένος ρυθμός αναπνοής…..

Στην εξέλιξη του φαινομένου συμβάλλουν και άλλοι παράγοντες όπως:

1. η δύσκολη αναπνοή λόγου της πυκνότητας του αέρα που αναπνέουμε κυρίως σε μεγαλα βάθη
2. ο στροβιλισμός του αέρα μέσα στους πνεύμονες ο οποίος εμποδίζει σημαντικά την ανταλλαγή και την εκπνοή των αερίων
3. η αλλαγή τρόπου αναπνοής υποβρυχίως (βλέπε σημείωση πιο κάτω).

Η αίσθηση ότι δεν επαρκεί ο αέρα μας αναγκάζει υποσυνείδητα να έχουμε πάντα τους πνεύμονες γεμάτους αέρα με αποτέλεσμα με κάθε αναπνοή να εκπνέουμε/αναπνέουμε σχετικά μικρή ποσότητα αέρα, μερικές φορές ο αέρας που αναπνέουμε παραμένει στους νεκρούς χώρους του αναπνευστικού μας συστήματος χωρίς να φτάνει σωστά στους πνεύμονες. 

Έτσι η μερική πίεση του διοξειδίου του άνθρακα CO2 αυξάνει ακόμα περισσότερο στο αίμα, που ως γνωστό ρυθμίζει το αναπνευστικό μας σύστημα. Από κει και πέρα είναι θέμα 20-30 δευτερολέπτων το ξέσπασμα πανικού. Πέρα των 20-30 δευτερολέπτων σε αυτό το στάδιο ο πανικός δεν είναι πλέον διαχειρίσιμος από το ίδιο άτομο.

Όπως αποδεικνύουν συστηματικές έρευνες, πολλά ατυχήματα οφείλονται σε αυτό ακριβώς το φαινόμενο. Αυτοδύτες βρέθηκαν πνιγμένοι ενώ οι ρυθμιστές ήταν εντάξει και στις φιάλες με αρκετή ποσότητα αερίου, παρόλα αυτά βρέθηκαν πνιγμένοι και σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις χωρίς ρυθμιστή στο στόμα.

Τι μπορούμε όμως να κάνουμε ώστε να αποφύγουμε μια τέτοια εξέλιξη?

Κατά αρχήν το πρόβλημα δεν παρουσιάζεται ξαφνικά και αυτό είναι το ευτύχημα.

Αφού καταλάβουμε τις πρώτες ενδείξεις που προανέφερα, κάνουμε οικονομία δυνάμεων, δηλαδή σταματάμε να κολυμπάμε, αναπνέουμε και εκπνέουμε βαθιά (ελεγχόμενα) 4 - 5 φορές ανανεώνοντας τον αέρα στους πνεύμονες.

Με αυτό το τρόπο επιστρατεύουμε τις τελευταίες αντιδράσεις του οργανισμού μας και μας δίνει την ευκαιρία μιας στοιχειώδους διαχείρισης του προβλήματος. 

Στην συνέχεια με την βοήθεια του συντρόφου μας (είναι καθοριστικής σημασίας και επιδρά θετικά στην ψυχολογία μας) αρχίζουμε ελεγχόμενη άνοδο φτάνοντας σιγά-σιγά σε μικρότερο βάθος όπου η αναπνοή αρχίζει να επανέρχεται σε κανονική λειτουργία.

Σε καμία περίπτωση δεν συνεχίζουμε την κατάδυση, την διακόπτουμε αμέσως τηρώντας πάντα ταχύτητα ανόδου και τυχόν στάσεις αποσυμπίεσης.

Σημείωση:

Στο φυσικό μας περιβάλλον κάτω από ομαλές συνθήκες, η εκπνοή, είναι η κανονική κατάσταση, υποβρύχιως όμως και χωρίς την θέληση μας αντιστρέφεται και η κανονική κατάσταση είναι η εισπνοή. 

Αλλάζει επομένως και η χρονική σχέση του κύκλου αναπνοής. 

Ενώ στο φυσικό μας περιβάλλον o κύκλος αναπνοής είναι αναπνοή- εκπνοή-μικρό διάλειμμα-αναπνοή....., υποβρυχίως στην πλειοψηφία των δυτών είναι αντίστροφα, μικρό διάλειμμα-εκπνοή-εισπνοή-μικρό διάλειμμα.........


Χρήστος Ευθυμίου