Blutgase und Kreislauf bei Arbeit unter der Gasmaske

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(Aus der Arbeits- und Wehrphysiologischen Abteilung der Milit~r~rzt|iehen Akademie Berlin.--Leiter: Oberstabsarzt Prof. Dr. O. F. Ranke.) Blutgase und Kreislauf bei Arbeit unter der Gasmaske ~. Von Karl Schneider, untcrarzt. Mit 2 Textabbildungen. (Eingegangen am 18. Juli 1939.) Literaturbesprechung. Bei allen anstrengenden und langdauernden das Auftreten des sog. ,,toten Punktes" bekannt. Arbeitsleistungen ist Je nach dem Grad der k6rperlichen Beanspruchung kommt er frfiher oder sparer zustande. Er ~uflert sich in einem Nachlassen der Leistung, dem subjektiven Geftihl des Nichtmehrk6nnens, so da~ es erhebhcher Willenskonzentration bedaff, urn die Arbeit iiberhaupt fortffihren zu k6nnen. Dabei ist die Ventilation gesteigert, die Herzt~tigkeit erh6ht. Naeh dieser Zeit, die zwischen Sekunden bis Minuten schwankt, geht dieser Zustand voriiber. Er 16st sich und maeht einer freieren Atmung Platz, wobei gleichzeitig die Leistung steigt. Ist dieser ,,tote Punkt" iiberwunden, so tritt in der Regel bei Weiterarbeit keine zweite, fihnlieh verlaufende Krise auf. Die Literatur ls dabei die Frage often, wodureh diese Krise ver- ursaeht wird. Naehdem wir in Vorversuchen gesehen haben, dab der ,,tote Punkt" unter der Gasmaske ganz besonders deutlich auftritt, haben wir Arbeitsversuehe unter der Gasmaske zur Kl~rung dieser offenen Frage heranzuziehen versucht. Es tritt w~hrend dieser Krise eine _~nderung der Atemfrequenz und des Atem- typus ein. Diese ~derung des Atemtypus bezeiehnen Morawitz und 8iebevk ~6 als eehte Dyspnoe. Naeh Knipping 1~ kann Dyspnoebildung erfolgen, wenn eine ge- steigerte Atmung als ersehwert und qu~lend empfunden wird oder wenn die humo- rale, medullare Reizbildung eine bestimmte Reizsehwelle iibersteigt und bis zur Rinde ausstrahlt. Im Maskenversuch diirften beide Ursachen fiir das Auftreten der Dyspnoe und der sie meist beg]eitenden Cyanose" verantwortlich sein. Im Sehrifttum *~ wird der ,,tote Punkt" meist als eine zunehanende S~uerung des Blutes dargestellt, die ihren Ausdruck in einem Sinken des PH finder. Diese Steigerung der Wasserstoffionenkonzentration ist in der Hauptsache wohl zuriiek- zufiihren auf ein Ansteigen der Milchsi~urekonzentration, deren Maximum naeh den Untersuehungen yon 0. Bang s in der 5.--8. Min. zu linden ist. Zu Beginn jeder Arbeit bedarf es einer gewissen Zeit, bis sich der Organismus an den Arbeitsvorgang gew6hnt hat. Wit bezeiehnen diese Zeit als ,,Umstellungs. zeit" in Ubereinstimmung mit der Definition fiir die H6henumstellung und Anpas. sung (Hartmann at und ttankea~ w~hrend in der Literatur a~ fiir diese Zeit der Aus- druck Anpassung gebr~uchlich ist. Die Anpassung ist nach lmserer Definition eine Folge lang dauernder k6rperlieher Beanspruchung und entsprieht dem Training. Nach dieser ,,Umstellungszeit" kommt es zu einer gleichm~i~igen Arbeit, die Hil$ 1Dll.

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(Aus der Arbeits- und Wehrphysiologischen Abteilung der Milit~r~rzt|iehen Akademie Berlin.--Leiter: Oberstabsarzt Prof. Dr. O. F. Ranke.)

Blutgase und Kreislauf bei Arbeit unter der Gasmaske ~. Von

Karl Schneider, untcrarzt.

Mit 2 Textabbildungen.

(Eingegangen am 18. Juli 1939.)

Li teraturbesprechung.

Bei allen anstrengenden und langdauernden das Auftreten des sog. ,,toten Punktes" bekannt.

Arbeitsleistungen ist Je nach dem Grad

der k6rperlichen Beanspruchung kommt er frfiher oder sparer zustande. Er ~uflert sich in einem Nachlassen der Leistung, dem subjektiven Geftihl des Nichtmehrk6nnens, so da~ es erhebhcher Willenskonzentration bedaff, urn die Arbeit iiberhaupt fortffihren zu k6nnen. Dabei ist die Ventilation gesteigert, die Herzt~tigkeit erh6ht. Naeh dieser Zeit, die zwischen Sekunden bis Minuten schwankt, geht dieser Zustand voriiber. Er 16st sich und maeht einer freieren Atmung Platz, wobei gleichzeitig die Leistung steigt. Is t dieser ,,tote Punkt" iiberwunden, so tri t t in der Regel bei Weiterarbeit keine zweite, fihnlieh verlaufende Krise auf.

Die Literatur ls dabei die Frage often, wodureh diese Krise ver- ursaeht wird. Naehdem wir in Vorversuchen gesehen haben, dab der ,,tote Punkt" unter der Gasmaske ganz besonders deutlich auftritt, haben wir Arbeitsversuehe unter der Gasmaske zur Kl~rung dieser offenen Frage heranzuziehen versucht.

Es tritt w~hrend dieser Krise eine _~nderung der Atemfrequenz und des Atem- typus ein. Diese ~derung des Atemtypus bezeiehnen Morawitz und 8iebevk ~6 als eehte Dyspnoe. Naeh Knipping 1~ kann Dyspnoebildung erfolgen, wenn eine ge- steigerte Atmung als ersehwert und qu~lend empfunden wird oder wenn die humo- rale, medullare Reizbildung eine bestimmte Reizsehwelle iibersteigt und bis zur Rinde ausstrahlt. Im Maskenversuch diirften beide Ursachen fiir das Auftreten der Dyspnoe und der sie meist beg]eitenden Cyanose" verantwortlich sein.

Im Sehrifttum *~ wird der ,,tote Punkt" meist als eine zunehanende S~uerung des Blutes dargestellt, die ihren Ausdruck in einem Sinken des PH finder. Diese Steigerung der Wasserstoffionenkonzentration ist in der Hauptsache wohl zuriiek- zufiihren auf ein Ansteigen der Milchsi~urekonzentration, deren Maximum naeh den Untersuehungen yon 0. Bang s in der 5.--8. Min. zu linden ist.

Zu Beginn jeder Arbeit bedarf es einer gewissen Zeit, bis sich der Organismus an den Arbeitsvorgang gew6hnt hat. Wit bezeiehnen diese Zeit als ,,Umstellungs. zeit" in Ubereinstimmung mit der Definition fiir die H6henumstellung und Anpas. sung (Hartmann at und ttankea~ w~hrend in der Literatur a~ fiir diese Zeit der Aus- druck Anpassung gebr~uchlich ist. Die Anpassung ist nach lmserer Definition eine Folge lang dauernder k6rperlieher Beanspruchung und entsprieht dem Training. Nach dieser ,,Umstellungszeit" kommt es zu einer gleichm~i~igen Arbeit, die Hil$

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als ,,steady state" bezeichnet. W~hrend dieser ersten Zeit beginnen aber in der P~egel sehon Gaswechselst6rungcn, die ihr Maximum im ,,toten Punkt" erreichen.

Die kSrperliche Leistungsf~higkeit ist nach Antlmny 1"~ eine Angelegenheit des Kreislaufs, dessen LeistungsvermSgen wiederum abhkngig ist yon dem ven6sen Blutangebot sowie der Atmung. Er sieht die Ursachen der Gaswechselstfrung in einer ungeniigend und versp~tet einsetzenden Ventilationssteigerung und vermutet, dal~ hesondere Verimderungen des Kreislaufs hierbei eine Rolle spielen. Diese Be- eintr~chtigung des Kreislaufs bei Arbeit unter der Gasmaske entnehmen Herbs~ ~nd Schellenberg15 der Cyanose und der dyspnoischen Atmnng. Die Cyanose steht nach diesen Autoren in einem urs/ichlichen Zusammenhang mit einer ven6sen 8tauung. Die dyspnoische Atmung fiihrt zu einer Beeintritchtigung des Kreislaufs, und zwar offenbar zu einer Behinderung des venSsen Rfickflusses zum rechten Herzen. Die Vcntilationssteigerung zu Beginn der Arbeit wird naeh Anthony durch zentralnervSse Einfltisse verursacht. Im weiteren Verlauf der Arbeit ist die ver- mehrte C02-Bildung dafiir verantwortlich zu machen 1.

Benzinger s dagegen land im Verhalten des Gaswechsels beim Obergang vom normalen zum gesteigerten Atemvolumen einen hohen Anstieg der Oa-Aufnahme, verbunden mit einer Senkung der alveolaren CO~-Spanmmg. Diese Angaben werden yon Krogh und Lindhard ~ best~tigt. Sie nehmen an, dal] in diesem Zustande herabgesetzter alveolarer C0~-Spannung eine erhOhte Erregbarkeit des Atemzen- trums bestehe, die yon den motorisehen corticalen Zentren aus hervorgerufen wird. $Ian kann diese Ventilationssteigerung, gemeinsam mit der psyehischen Mehratmung, die vor allem bei maskenungewShnten Personen auftritt, als corticale Atmungs- ateigerung bezeichncn, zum Unterschied yon der Erregung des Atemzentrums (lurch Reaktionsvcrschiebung (Goldscheidert~ die subjektiv durch einen unertri~g- lichen Atemzwang charakterisiert ist. Diesem ]etzten Typus geh6rt die Mehr- atmung an, die nach Schlul~ jeder Arbeit beobachtet wird. Sie setzt ein mit einem sehnellen Anstieg der alveolaren CO~-Spannung, d.h., mit einem Einstrom yon C0a in die Alveolen, dem die Ventilation erst nach einer gewissen Zeit zu folgen vermag. Ihre Ursache ist das Wirksamwerden saurer Stoffwechselprodukte. Durch Austreiben yon CO2 aus den Bicarbonatbest/inden des Blurts erfolgt eine Erhfhung der alveolaren CO~-Spannung, der dann, durch Reizung des Atemzentrums fiber das durch dic normale CO~.Spannung gegebene Mal3 hinaus, eine Senkung folgt. ~2s kommt im Gaswechsel, wie in der Literatur a'5 allgemein beschrieben, zu einer starken Anni~herung bzw. ~berschneidtmg der 03- und COa-Kurven.

Thiel, Ri~hnau nnd Gerhard aa sind der Auffassung, dal] fiir das Auftreten des ,,toten Punktes" ein Versagen des Kreislaufes nicht verantwortlich zu machen sei auf Grund folgender Versuehsergebnisse: Bei stenosierter Atmung fanden dieso Autoren in der Phase der zweiten Atmung, deren Definition welter unten folgt, ein Absinken des Oa-Verbrauchs zusammen mit einer vortibergehenden Senkung der Ventilation. Da in diesen Versuchen die Ventilation in gr6~erem Mailstab sank als der O~-Verbrauch schlossen sie daraus, dal3 ffir den Eintritt des ,,toten Punktes" zentralreflektorische :Einfliisse und nicht ein Versagen des Kreislaufs verantwortlich zu maehen seien.

Danach ble ibt die Frage often, ob fiir den mange lha f t en O~-Transport zum Gewebe ein ungeni igendes Diffusionsgef/~lle des Sauerstoffs zwischen Alveolen u n d Blur oder eine Transportschwier igkei t wegen zu geringen Zei tvolumens des Blutes oder ungeni igende Ausschi i t tung eines an sich ausre ichenden Blutangebotes vorliegt. D. h., ob also die A t m u n g oder der Kreis lauf die Ursache des , , toten P u n k t e s " ist.

Die Dauer der kritischen Phase ist unbestimmt. ~qach dem ,,toten Punkt" tritt eine sog. ,,zweite Atmung" auf, die yon Kolb, Ewig, Herbst und Gronauex 21 als mehr oder weniger vollst~ndiger Ausgleich der gestfrten Funktion angesehen

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wird. Der Gaswechsel nimmt nach diescn Autoren deutlich ab. In der Zeit dieser ,,zweiten Atmung", in der Literatur a als ,,second wind" bezeichnet, werden nach den Untersuchungen yon McKeith, Spurell, Werner und Westlak~ alle irgendwie entbehrlichen Funktionen im Intcresse des Muskelsystems eingestellt. ]~s kommt zum SchweiBausbruch, freierer Atmung und Beruhigung der sehr erregten Herz- t~tigkeit. Mihaila und Griinbaum ~~ sind der Auffassung, dab auf diesem Wege saure Stoffwechselprodukte, vet allem Milchsi~ure, den K6rper verlassen und damit zum Ausgleich im Sinne einer geringeren S~uerung des Blutes mithelfen. Die CO 2- Ausscheidung nimmt in diesem Stadium ab. Damit sinkt nach Pembery und Cook 2s die Wasserstoffionenkonzentration. Es findet also eine Angleichnng der Gaswechsel- verh~ltnisse an diejenigen vor dem ,,toten Punkte" statt. Damit ist gezeigt, dal] es sich beim ,,toten Punkt" tats~chlich um eine voriibergehende Gaswechselst6rung handelt. Man kann sich nach diesen Autoren die St6rung so vorstelien, dab infolge der intensiven Arbeitsleistung erhebliche Oxydationsvorg~nge einsetzten, deren Endprodukt CO 2 im Gaswechsel vortibergehend angestaut wird. Es kommt also wenigstens fiir kurze Zeit zu einer ungenfigenden Abpufferung yon sauren Stoff- wechselprodukten im Blute, wodurch mehr C02 dnrch die Lungen abgeraucht werden mul~. Diese Sauerung zur Zeit des ,,toten Punktes" wird yon Hill und/ ,up- ton best~tigt l~. Das schnelle ~berwinden des ,,toten Punktes" bei trainierten Ver- suehspersonen (Vp.) w~re dann mit Recht in Zusammenhang zu bringen mit der von Walinski nachgewiesenen h6heren Alkalireserve dieser Vp.

In Benzingers Gaswechseluntersuchungen bei sehwerer Muskelarbeit zeigte sich, dal~ die Leistungsf~higkeit des Organismus gegeben ist dutch die Menge Sauer- stoff in der Zeiteinheit, die der Kreislauf bei maximaler Leistung yon der Lunge zu den Organen bef6rderte. Hierzu zeigten die yon Borgard und Hermannsen und anderen Autoren a angestellten Untersuchungen, dal~ die 02-Aufnahme nur dann yon der Lungenfunktion begrenzt wird, wenn krankhafte Ver~nderungen und Sch~den an den Atmungsorganen vorliegen.

Nach ~ b e r w i n d u n g des , , toten P u n k t e s " ist also der Kreislauf u n d n ich t die A t m u n g der ]eis~ungsbegrenzende Faktor . Hieri iber herrseht in der L i te ra tu r Einigkei t .

Moschkowskis Untersuehungen tiber die Widerstandsmaske ~4 haben ergeben, daI~ der Organismus versueht, die infolge der Einatmungsstenose entstehende Diver- genz zwischen dem Inspirationsvolumen und der Luftgeschwindigkeit in den At~m- wegen dureh eine Vertiefung des Unterdruckes in den Lungen auszugleichen. :Nach Herbst ~4 bewirkt diese Senkung des intrapulmonalen Druekes eine FSrderung des Blutkreislaufs in Ruhe. Thiet 34, Lil]estrand ~3 und Benzinger finden entspreehend nach dieser Kreislaufsteigerung eine Vermehrung der pro Minute aufgenommenen O~-Menge. Die Steigerung der Lungenventilation dutch einen Maskenfilter und die C02-Anreicherung des Maskentotraumes sell eine physiologische Reaktion zu grSl]erer S~ttigungsmfigliehkeit mit 02 sein und eine bessere Abgabe yon CO~ ermSglichen. Diese Ruheversuche sagen niehts aus fiber den begrenzenden Faktor bei Arbeit.

Fegler ~4 meint, dal3 die Ventilation gesteigert wird dutch st~rkere Dehnung des Lungengewebes mit folgender Erregung, vor allem der sensiblen Endigungen, des Nervus vagus. Die MSglichkeit einer solchen Ventilationssteigerung unter Um- gehung des Blutweges durch reflektorische Vorgi~nge zeigen Hempds Versuche ~2. Nach Stenosierung der Trachea erfolgte sofortige Vergr6i]erung der Atemtiefe und .frequenz.

Wir haben aueh die Vitalkapazit~t (V.K.) in den Kreis unserer Betraehtungen einbezogen. Bei sts Stenose kann die V.K. erheblieh eingesehr~nkt sein. K. Seller 31 land bei Untersuchungen an 250 Vp., da~ naeh verschiedenartigsten sportlichen Leistungen ein Abnehmen der V.K. zu verzeichnen war. Die yon Loewy 1928 bei Skil~ufern angestellten Untersuchungen wiesen ein gleiches Ver- halten auf. Nach Seilers Angaben schreibt Bohrer diese Abnahme der V.K. der

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Ermfidung und des eventuell auftretenden Atemnot zu. Budelmana hatte mit Schulte~ und Lippelt gefunden, daft nach Adrenalingaben eine Abnahme der V.K. stattfindet. Budelman~ stelite welter lest, da~ naeh einem AderlaB von 500--1000 ecru die V.K. deutlich zunimmt. Diese Zunahme der V.K. ffihrt er auf eine Abnahme der ]~lutffillung der Lungen zuriick. Die Annahme umrde yon ihm durch Versuehe erhiirtet. Damit ware die V.K. ein MaBstab ffir die Anderung des ]31utfiillungs. zustandes der Lunge.

Die 0~-Versorgung der Muskulatur wi~hrend der Arbeit geht nach Ili in Kaku]e/t is so vor sich, daft sie in den ersten Minuten lediglich dureh eine ErhShung des Aus- nutzungskoeffizienten ffir Sauerstoff gesichert wird, bis in der 2 . -4 . Min. des Herzminutenvolumen zugenommen hat, n~chdem yon den arbeitenden Muskeln and den Blutdepots dem rechten I-Ierzen jetzt genfigend Blur zufliel]t. Damit hat die zur Kreislaufsteigerung notwendige Mitbeteiligung des ven6sen Kreislaufteiles ein- gesetzt und unterstfitzt nun wirksam die durch den CO 2- und Milchsi~ureanstieg verursachte Errcgung der Kreislaufzentren.

Welm unter Willensanstrengung fiber den ,,toten Punkt" hinaus gearbeitet wird, fibersteigt der O~-Bedarf der Muskulatur die Menge, die durch den Kreislauf berang~hracht werden kann. Der Mehrbedarf wird durch eir~e VergrS~erung 4er Sauerstoffschuld gedeckt. Daher wird bei schwerer Arbeit die O2-Aufnahme einen HSchstwert erreiehen, der bei weiterer Steigerung oder Fortftihren rhythmischer Arbeit nicht mehr w/~chst. Unter solehen Bedingungen ist die Os-Aufnahme Ms ein durehaus verwertbares Marl fiir die Leistungsf/~higkeit des Kreislaufs anzusehen. Die Messung des HSehstwertes des Oe-Aufnahme ist daher nach Benzinger eine Messung der Gr6fle: Maximales Minutenvolumen real maximaler O~-Differenz zwisehen arterieliem und ven0sem Blut. Des zeitweilige Zurtiekbleiben der O~-Auf- nahme hinter dem sprunghaft ansteigenden O~-Bedarf zu Beginn der Arbeit kann durch nur allrai~hlieh erfolgende Umstellung yon Atmung und Kreis]auf bedingt sein und ist der Ausdruck fiir die Notwendigkeit einer ErhShung des Gef~lles als der ldrsache der Transportsteigerung.

II]in Kaku]eH is zeigte bei Untersuehungen fiber Ver~nderungen des Blutkreis- laufes, dab nach dem Beginu k6rperlicher Arbeit die Blutdruckamplitude sieh ver- grSflert. Diese VergrSBerung ist nicht nur auf einen systolischen Druckanstieg zuriiekzu[tihren, sondern aueh auf des gleichzeitige Absinken des diastolischen Dmekes. Steigender Blutdruck, sinkender peripherer Widerstand bedeutet abet: kS flieBt mehr Blur.

Nach beendeter Arbeit, in der Erholungszeit, erfolgt einer Verkleinerung des Minutenvolumens und damit eine Einschrgnkung des Gaswechsels, denn nach 2~ein a~ hat jede physiologische Kreislaufreduktion ein gleichzeitiges Drosseln des Stoff- umsatzes und damit des meBbaren Gaswechsels zur Folge. Die am Ende der Arbeit vorhandene hohe alveolare CO~-8pannung mit darauffolgender Senkung derseIben dutch Reizung des Atemzentrums ]i~$t JBenzinffer schlieBen, dab in der Erholungs- phase die Ventilation durch Vorgiinge gesteuert wird, die mit dem Oz-Verbraueh niehts zu tun haben, sondern dab der Ablauf der O~-Aufnahme durch die Ventilation beeinfluflt wird.

Arbeitsversuehe yon Hill 16 und auch Ruheversuehe imter der Gasmaske yon Ludwig ~4 haben gezeigt, dab der respiratorische Quotient fiber I steigen kann, was Hill lediglich auf die C02-Aussehwemmnng naeh schwerer Arbeit bezog. Best, Fur~uwa und Bidont 7 aber anf sieher vorliegende ehemisebe Umsetzungen zurfiek- fiihrten. Bei maximal erseh6pfender Arbeit erreiehten diese Autoren R.Q.-Werte bis zu 1,68. Best erkli~rt sieh diesen hohen R.Q. dadureh, dab im ~[bermall mobili- sierter Zucker nach Arbeitsbeendigung in O2-iirmere Verbindungen zurfiekverwan- delt wird.

Unsere Un te r suchungen bezogen sich n u r auf die ers ten Minu ten einer Arbei ts leis tung. Des Verh~ltnis zwischen CO~-Ausseheidung u n d

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O~-Aufnahme kann in dieser Zeit kein MaBstab tats~chlicher Stoff- wechselvorg~nge sein. Die _~nderung des tatsfiehliehen R.Q. unter Arbeit, die erst im Dauerzustand gemessen werden kann, haben wir unberfieksichtigt gelassen.

Versuchsmethodik.

Zur Klgrung der Frage, ob die Ventilation oder das Blutangebot an die Lunge der leistungsbegrenzende Faktor im ,,toten Punkt" ist, muBten gleiehzeitig mSglicbst viele Angaben fiber Atmung und Kreislauf gewonnen werden.

Mit Hilfe der Douglassackmethode wurde das Atemvo]umen pro Zeit, die 02- Aufnahme und die COI-Ausscheidung gemessen, w~hrend gleichzeitig an einem Reibungsergometer Arbeit geleistet wurde. In kurzen ArbGitspausGn wurden jeweils die V.K., der Blutdruck und die Pulsfrequenz festgestellt. AuBerdem wurde der Druck in der Gasmaske gemessen.

In Vorversuchen muflte zun~chst gekl~rt werden, bei weleher Arbeits- leistung, gemessen in mkg pro Minute, ein in greifbarer N~he liegendcs Auftreten des ,,toten Punktes" zu erwarten war. Zu diesem Zweck ar- beiteten Vp. am Ergometer unter der Gasmaske bei einer Arbeitsleistung yon etwa 500 mkg/min. Diese verh/~ltnism~l]ig geringe Arbeitsleistung erwies sich als unzweckm~Big, da yon den meisten Vp. das Auftreten des ,,toten Punktes" subjektiv nieht m~gegeben werden konnte und die objektiven Zeichen nicht eindeutig waren. Bei 4 Vp. zeigte sieh jedoch naeh einigen Minuten Arbeit ein deutlicher Anstieg des Momentan-R. Q. auf fiber 1, ferner ein geringes Absinken der O2-Ausnutzung neben einem gesteigerten Atemminutenvolumen. Geeignet sehienen nach diesen Vor- versuehen rhythmisehe Arbeitsleistungen yon 700---800 mkg/min.

Die ausgeatmete Luft ging durch ein an der Gasmaske seitlich angebrachtes Ansatzstiiek mit Ausatemventil zu einem Zweiwegehahn, dessen eine Stellung die w~hrend der Arbeit ausgeatmete Luft in Douglass~eke ]eitete, dessen andere Stel- lung zur Messung der V.K. fiber eine kurze Schlauchverbindung zum Spirometer fiihrte, dessen Fiillung optisch registriert wurde.

Aus den Douglassaeken wurde das Atemvo]umen nach beendeter Arbeit durch AnschluB der S~Gke an eine geeiehte Gasuhr gemessen nach vorheriger :Entnahme weniger Kubikzentimeter zur Analyse, die mit der Haldane-Apparatur angestellt wurde. Es wurden einsehliel]lieh dec Leerana|ysen und der zur Sicherung vor- genommenen Doppelbestimmungen etwa 600 Gasanalysen ausgefiihrt. Die Ergeb- nisse wurden auf Normaldruck 0 ~ und Einatemluft reduziert.

Es hatte sigh bei frfiheren Versuchen auf der arbeitsphysiologischen Abteilung herausgestellt, daft die Knipping-Apparatur bei sehwerer Muskelarbeit vSllig un- brauehbare Werte der Ou-Ausnutzung ergibt. Der Vorteil der Doufflas.Haldane- Apparatur besteht gegeniiber der Bestimmungsarts mit sog. gesehlossenen Systemen darin, daft nicht nur der O~-VerbrauGh, sondern aueh die CO~-Ausscheidung direkt bestimm~ werden kann.

Zur Messung der Druek~nderung im Maskentotraum w~hrend der Atmung eignet sich eine manometrische Methode, die eine fortlaufende Registrierung der Atemfrequenz gestattet. Von einer Gasmaskenseite ffihrte ein in eine Metal]- rShre eingelassener durchbohrter Kork mit eingeschobenem Druckschlauch, dem am anderen Ende eine FraMcsche Kapsel aufsaB. Die Drueksehwankungen in der Kapsel wurden optiseh registriert.

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Aus der Gegentiberstellung der Eiehergebnisse der Ffltereichung und des Aus- atemventils einerseits und den Versuchsergebnissen andererseits geht hervor, dab letztere die Gesamtwiderst~nde aufzeigen, die bei der Atmung zus~tzlich durch die Sehlauchverbindungen zu den Douglass~cken bzw. zum Spirometer hervorgerufen wurden; d. h., daft die Versuchsergebnisse nicht maBgebend sind ffir die Gasmasken- widerst~nde und deren Beurteilung.

Die Vp. wurde an das System fiir die Dauer yon 5 Min. angeschlossen, wobei die Douglass~cke geschlossen blieben und der Ausatemluft am Ende des Schlauch- systems freier Abzug gelassen wurde. Sodann wurde 1 Min. lang, unter Einsehalten des Kymographen, das Ruheatemvolumen, die Atemfrequenz, Pulsfrequenz, der Totraumdruck im In- und Exspiriura bestimmt, wonach sich eine Messung der Ruhevitalkapazit&t anschlof. Danach wurde mit der Arbeitsleistung yon 700 mkg/ rain. begonnen. Die Arbeit wurde l0 Min. lang durchgeftihrt. In der Zwisehenzeit lieflen sich, je nach Leistungsverm6gen der einzelnen Vp. folgende Beobachtungen machen: Atemnot, allgemeine Willensschw~ehe, Cyanose, F.rh6hung der Puls- frequenz. In diesem Zustande der Willenlosigkeit und Gleichgiiltigkeit wurde die Vp. aufgefordert, unter Energieeinsatz die Arbeit im alten Rhythmus fortzufiihren, wobei ein nahe aufgesteUtes Metronom die rhythmische Fortffihrung der Arbeit erzwang und so die Einhaltung der gewiinschten ArbeitsgrSfle gew~hrleistete. 3---4 Min. darauf konnte die Arbeit nach erfolgtem Schweiflausbruch, subjektiv und objektiv erkennbar leichterem und regelm~Bigem Arbeitsverlauf abgebrochen werden. Die Vp. blieb weiterhin noch 2 Min. an die Apparatur angeschlossen, damit Angaben fiber Atmung und Kreislauf auch in der Erholungsphase gemaeht werden konnten.

Alle Vp. wurden zu Vergleichsversuelaen, unter gleicher Ausgangslage, am folgen- den Tage herangezogen. Start der Gasmaske wurde ein Mundstiick mit Ein- und Ausatemventil yon 7 cm Lfiaage und einem Totraum yon nut 30 ecru verwendet, das mit Halteb~indern am Kopf zweckm~13ig .befestigt war. Vom Ausatemventil fiihrten die bereits beschriebenen Sehlauchverbindungen zu den Douglass~eken bzw. zur registrierenden Apparatur. Die Nasenatmung wurde durch eine Nasenklemme sicher ausgeschaltet. Zur Auswertung aller kymographisch aufgenommenen Kurven verhalf eine auf gleiche Art aufgenommene, auf 10 Sek. eingestellte Zeitschreibung mit nebengeschaltetem Taster, der den Beginn und das Ende der Arbeitsperioden markieren lief.

Als Versuchsschema ~mrde f f i r alle Versuche folgendes Versuchs- schema e ingeha l ten (Pro tokol l eines Versuchs) :

6. 10. 38. Vp. 8, Moeller. Alter: 23 Jahre, Gr6Be: 175 cm, Gewieht: 65,5 kg, Temperatur 2OoC, Baro-

meter 754 mm Hg.

Zelt

10oo 10o6 lOO~ lOOS,5

lOOL--101o 101o

10xo,5__101~ 10~

101~,~..---101a,6 1018,5

1014--1015

Douglas - s a c k Nr .

I

I I

I I I

V

4,85

4,6

4,85

4,8

4,75

110/70

130/60

135/6o

135/6o

135/58

USW.

76

106

Maske auf

Kymo an, Beghm der Arbeit Arbeit gestoppt Arbeit Arbeit stop Vp. arbeit~t, verkrampft

Arbeit Atemnot, Cyanose

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Die Versuche wurden am Vormittag zwisehen 8 und 11 Uhr durchgefiihrt. ,Ms Vp. wurden junge, gesunde Soldaten im Alter yon 20---25 Jahren herangezogen.

Zur Feststellung der Widerstandswerte der Gasmaskenfilter sowie der Aus- atemventfle bei bestimmten Atemminutenvolumina wurden Eiehungen yon 5 beim Versuch verwendeter Filter sowie der Ventile durchgeffihrt. Zur Eichung wurde ein Nebenschlui~-Rotamesser verwendet, bei dem durch Ansaugen mit Hilfe eines Staubsaugers verschiedene Luftminutenvolumina eingestellt werden konnten. Zwisehen dem zu eichenden Filter bzw. dem Ein- und Ausatemventil und dem Ansaugrohr des Rot~messers war an einem Verbindungssehlaueh ein Ansatz- rShrchen seitlich angebracht, das fiber eine weitere Schlauchverbindung zu einem Zweiwegehahn fiihrte, mit dessen Hilfe die Druckmessung auf ein Wasser. oder Queeksilbermanometer fibertragen werden konnte. Die Eiehung wurde durch- gefiihrt bis zu lVIinutenvolumina yon 3001 bei den Ffltern und 2001 bei den Ven- tilen. Die Eichung muBte bis zu diesen hohen Werten durehgefiihrt werden, weil bei 60 1 Minutenvolumen schon StrSmungsgeschwindigkeiten bis ztf diesen Werten vorkommen.

-.4 uswertung. Das Atemminutenvolumen ist bei Arbeit mit Gasmaske in den Einzel-

versuchen und auch in den entsprechenden Mittelwerten zu allen Zeit- punkten deutlich erhSht gegeniiber gleieher Arbeitsleistung ohne Gas- maske. Die kurvenm~Bige Darstellung des Arbeitsminutenvolumens verl~uft in den meisten Maskenversuchen steiler und erreicht ihr Maxi- mum in den Mittelwerten in der 4.--5. Min. mit 46,6 1 noch vor Eintrit t des ,,toten Punktes", der in der 6.--7. Min. das Maximum erreicht (s. Abb. 1 und 2). In den Vergleiehsversuchen ohne Maske zeigt sieh ein wesentlich flacherer Kurvenanstieg, (lessen Maximum erst in der 7. bis 8. Arbeitsminute liegt bei einer Literzahl yon 43,2 1. In den Einzel- versuchen werden VentilationsgrSBen yon 601/rain. erreieht (Abb. 2). Ein unterschiedliehes Verhalten weisen sportlieh trainierte Vp. gegen- fiber Untrainierten auf. Erstere erreichen Minutenvolumina, die die 47 1-Grenze nicht iiberschreiten, z .B. Vp. 9 = 46,91 in der 6. Min., Vp. 6 ~ 45,7 1 in der 4. Min., Vp. 5 ~ 33,3 1 in der 5. Min. Letztere dagegen weisen Atemminutenvolumina bis zu 60,9 1 auf, z .B. Vp. 2 = 60,9 1 in der 6. Min., Vp. 1 = 57,6 1 naeh 4,5 Min. Dieser Unterschied der Trainierten und Untrainierten besteht auch darin, dab bei den Trainierten der ,,tote Punk t" naeh den subjektiven Angaben und den objektiven Messungen zeitlich sparer auftritt. Beachtenswert ist folgen- der Untersehied der beiden Versuehsanordnungen: Im Maskenversuch nimmt naeh dem Eintreten des , , to~n Punktes" das Atemminuten- volumen stark ab, im Mittel yon 46,6 1 auf 38,06 1, wiihrend im Gegen- versueh die in der 7. Mill erreiehte HShe beibehalten wird (Abb. 1).

Die 02-Ausnutzungskurve steigt sowohl beim Masken- als aueh im Vergleiehsversuch in den ersten 1,5 Min. der Arbeit. Es steigt bei Arbeit mit Maske die O~-Ausnutzung von 3,82% auf 4,89%, im Vergloichs- versueh yon 3,84% auf 4,35%, um dann im Maskenversuch auf eine Minim~lausnutzung yon 3,98% im Mittel abzusinken (Abb. 1). Im

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Gegenversuch wird ein Ausnfitzungsminimum yon 4,24% nieht unter- schritten. Im 1VIaskenversueh steigt die 02-Ausnutzung naeh Eintritt des ,,toten Punktes" von 3,98% wieder auf 4,51% an. Im Vergleichs- Versuch bleibt die Ausnutzung die gleiche (Abb. 1). Deutlicher Ms in den Mittelwerten zeigt sich dieses Absinken wiederum in Einzelversuehen,

Mr

&bb. 1. ~ t t e l w e r t s k u r v e t ier ]~rols lauf- u n d G a s w e c h s e l e r g o b n i s s e d c r 9 !~Iasken (~ l i . ) u n d V e r g l e i c h s v e r s u c h e ( = r ) . ( O~-Kurven , - - - OO~-Kurven . )

z. B. verzeichnet Vp. 1 im l~askenversuch ein Absinken vom Maximum 4,42% nach 1,5 Min. auf 2,93% in der 6.--7. Min. oder Vp. 2 yon 4,88% nach 1,5 Min. auf 3,08% nach 5 Min. (Abb. 2).

Der 02-Verbrauch zeigt ira M~skenversuch im Mit~l im ,,toten Punkt" bei 6 ~Iin. ein deutliches Absinken um 400 ccm, dem in der Erholungs- Phase efil Wiederanstieg fast bis zur alten H6he folg~ (Abb. 1). Im Ver- gleichsversuch effolgt kein solehes Absinken. /)as einmal erreichte 1VIaximum des O2-Verbrauches hi~l~ sich bis zum Arbeitsende. Ent- Spreehend verh~It sich die CO~-Ausseheidung, die in der 4.--6. Min. voriibergehend sinkt. Besonders deutlich is~ dieses Absinken der 0~-Aufnahme in Einzelversuchen (Abb. 2). So betr~gt z. B. bei Vp. 6 die

A r b e i t s p h y s i o l o g i e , I1. B d .

Page 9: Blutgase und Kreislauf bei Arbeit unter der Gasmaske

18 Karl Schneider:

02-Aufnahme in der 4. Min. 2269 ccm, in der 6. Min. 1211 ccm. Es ist also ein Absinken um 1058 ccm zu verzeiohnen, dem im spiiteren Arbeits- verlauf wieder ein deutlicher Anstieg folgt (Abb. 2).

Der R.Q. erreicht nach stetigem Anstieg nach 6 Min. im Mittel im ,,toten Punk t " seinen H6chstwert mit 1,038 im Maskenversuch und

I L----

0 ~ 6 .q rain 12 0 8 s 3rain

A b b . 2. E i n z o l e r g c b n i s s e y o n Vp . 1 ( O~-Kurven , - - - C O 2 - K u r v e n . )

0,985 im Vergleichsversuch. In Einzelversuchen werden Momentan.R.Q. erreicht, die wesentlich h6her liegen. Der I~.Q. yon Vp. 1 liegt in der 6. Min. bei 1,29, der yon Vp. 2 bei 1,21 in der 5. iV[in.

Die Vitalkapazit/it - - 2 Versuche konnten nicht ausgewertet werden - - ist in den M~skenversuchen zu allen Zeitpunkten gegenfiber dem Ver- gleichsversuch um Werte zwischen 0,6---0,7 1 herabgesetzt. I m Masken- versuch verzeichnet sle einen geringen Anstieg bis zum Beginn des ,,toten Punktes" um 0,241 im Mittel, j enseits desselben ein Absinken yore H6chst- wert 4,77 1 nach 4,5 Min., auf 4,35 1 in der 9. Min. I m Vergleichsversuch h/~lt sich die V.K. zwischen den Ausgangswerten yon 5,24 1 und 5,1 1 am Arbeitsende. Dieses Absinken ist deutlich bei Vp. 1, n/~mlich 3,95 1 in der 3. Min., 3,2 1 in der 9. Min., d .h . 0,75 1 Abnahme (Abb. 2).

Page 10: Blutgase und Kreislauf bei Arbeit unter der Gasmaske

Blutgase und ]~:reis|auf bei Arbeit unter der Gasmaske. 19

Der Blutdruck zeigt in beiden Versuchen einen systolischen Druck- aastieg und einen gleichzeitigen Abfall der diastolischen Druckwerte. ])abel erwies sich der systolische ~Tert des Maskenversuchs im Mittel um 8--10 mm Hg hSher als im Gegenversueh. l)er systolisch zeitliche ~t6chstwert betrug im Mittel 150 mm Hg im Maskenversuch, w/~hrend der des Vergleichsversuehs 142 mm t tg erreichte. Die Blutdruckamplitude ergibt im Maskenversuch in der Phase der zweiten Atmung durch den auffallend sehnell sinkenden diastolisehen Druek eine um 15 mm Hg gr61~ere Amplitude als sie der Vergleiehsversuch aufweist. Die ausge- sprochene VergrSl3erung der Amplitude jenseits des ,,toten Pmfl:tes" kommt in den Ergebnissen einzelner Vp. besonders deutlich zum Aus- druck: Vp. 1 (--~ Abb. l) zeigt in der 6. Min. einen Blutdruck yon 145/70. mm Hg, in der 9. Minute einen solehen yon ]70/60 mm Hg, Vp. 3 in der 5. und- 6. Min. 150/70 mm Hg, in der 9.5~in. 155/55 mm Hg.

Die Pulsfrequenz der Maskenversuche weist yon der 3. Min. ab gegen- fiber dem Vergleichsversuch um 12--20 Pulssehl/ige h6here Werte auf. Ial Maskenversuch zeigt sich ein besonders deutlicher Anstieg der Puls- frequenz jenseits des ,,toten Punktes". Es hat z. B. Vp. 1 (Abb. 2) in der 6. Min. 140 Pulsschl/ige, in der 7. Min. 160, in der 8. Min. 152. Vp. 3 Weist in der 6. M_in. 130, in der 7. Min. 140 Pulsschl/~ge auf.

Die Atemfrequenz erreicht in beiden Versuchsanordnungen Werte uta 30 Atemziige/min. Beide Werte weisen kein deutlich abweichendes Verhalten auf.

Die nach Eichkurven erfolgte Auswertung der in- und exspiratorischen )Saskendruckwerte ergab auffallend hohe Werte. Die inspiratorischen ])ruckwerte wiesen im Maskenversuch gegentiber den Vergleiehsversuchen bei fast gleichen Atemminutenvolumina eine Differenz yon 10 cm Wasser- S~tule auf. Im Maskenversuch wurden inspiratorische Druckwerte bis zu ~ 16 cm Wassers~ule iln Mittel gemessen. Im Gegenversuch wurden ant Werte bis zu - - 6 cm Wassers/~ule erreicht. In den Einzelversuchen ~ i t Gasmaske wurden inspiratorische Werte yon - - 2 2 em gemessen. Ita Vergleichsversuch ohne Maske betrug der inspiratorische HSchst- Weft - - 1 3 em Wassers/~ule. Die exspiratorisehen Druckwerte hielten ~ieh in beiden Versuchsanordnungen auf gleicher HShe, n/imlieh um 7 eta Wassers~ule, wobei im Vergleichsversueh der Totraum des Mund- sttieks nur 30 ccm betrug.

Die Widerstandswerte 6 geeichter Filter ergaben folgende Mittehverte :

Litcrzahl

5 10 15 20 30,

o ] ] l ~Va S S•I'Sfi Ul{3

5 8

10 14 23

L i t c r z a h l

40 50 70 90

[20

(']ll W a s s e r s , i u l o

29 36 52 70

100

L i t e r z a h l

150 200 250 300

(?Ill ~Vt~ SSCl'Sflu]e

]34 184 244 298

2*

Page 11: Blutgase und Kreislauf bei Arbeit unter der Gasmaske

20 Karl Schneider:

Ergebnisse.

Der ,,tote Pnnk t" erwies sieh in den Maskenversuchen als ein Zeit- wert, der nieht scharf begrenzt werden kann. Seine Dauer kann sich fiber den Zeitraum yon Minuten erstreeken, weshalb besser yon einem ,,toten Bereich" gesprochen wird.

Der Zeitpunkt seines Eintretens lag in den Maskenversuchen in der Regel in der 5. Min. In dieser Zeit maehten sich die subjektiven Erschei- nungen bemerkbar und die objektiven Ver/inderungen t ra ten ins ,,Maxi- malstadium". Er erstreckte sich im Mittel bis zur 7. Min. Zu diesem Zeitpunkt t ra t dann die ,,zweite Atmung" mit den charakteristischen Symptomen auf.

In den Vergleiehsversuehen t ra t dieser ,,tote Bereich" in geringerer Deutliehkeit 2 Min. sp/iter auf. Bei sportlieh geiibten Vp. fiberhaupt ohne objektiv naehweisbare Ver/~nderungen und ohne deutlic~ subjektives Empfinden.

Eine Erkl/tI~ng ffir das Fehlen deutlieher Gasweehselver/~nderungen liegt darin, dab die Arbeitsleistung von 700 mkg bei Arbeit ohne Gas- maske keine geniigend schwere Belastung fiir den Kreislauf und die zentralen Reizzentren bedeutete, um eine GleichgewiehtsstSrung im Gaswechsel hervorzurufen, die sich subjektiv im verminderten Lei- stungsvermSgen, zusammen mit den restlichen Erscheinungen des ,,toten Bereichs", h~tte ~uBern k6nnen.

Die zu Beginn tier Arbeit eintretende Xnderung der Atemfrequenz ging vor allem im Maskenversuch mit der bekannten -~nderung des Atemtypus einher und einem subjektiven Geffihl der Atemnot, des Lufthungers und der Cyanose, die dem yon Morawitz und Siebeck als eehte Dyspnoe bezeichneten Atemtypus entsprieht. Hierbei waren einige Personen nur auf energisches Zureden zur Weiterffihrung des Versuchs zu bewegen.

Die folgende Ventilationssteigerung zu Beginn der Arbeit mag nach Anthony 2 auf zentralnerv6se Einfliisse zuriickzuftihren sein. Diese k6nnten im Maskenversuch verst/irkt werden durch den als Einatmungs- stenose wirkenden Maskenfilter und die hShere CO2-Konzentration des Maskentotraumes, wonaeh durch st/irkere Lungendehnung und damit erfolgender Vagusreizung, die erh6hte Ventilation reflektorisch ausgel6st werden k6nnte (Herbst und Fegler). Die Ventilation erreieht ihr !VIaximum vor Eintr i t t des ,,toten Bereiehes" (Abb. 1 und 2, 5- -6 Min.). Dieser ist daher nicht durch Unterventilation zu erkl~ren, besonders wegen der erst im ,,toten Bereieh" absinkenden 02-Ausnutzung. Die voriiber- gehende Senkung der CO~-Konzentration in der 4.--6. Min. in einzelnen Versuchen dfirfte mit dem vorhergegangenen Abrauehen von CO~ durch Milchss in das Blut zu erkl~ren sein. In zweiter Linie ist ,dann im weiteren Arbeitsverlauf die vermehrte C02-Bildung daffir ver- "antwortlieh zu machen.

Page 12: Blutgase und Kreislauf bei Arbeit unter der Gasmaske

Blutgase und Kreislauf bei Arbeit unter der Gasmaske. 9,1

Im Maskenversueh erfolgt in der Umstellungszeit, im Mittel etwa hei 1,5 Min., eine gesteigerte O~-Ausnutzung, und zwar von 3,82% auf 4,89% (Abb. 1). Die gesteigerte Ausnutzung im Maskenversueh ist naeh Herbst auf die Kreislaufsteigerung zurfickzuffihren, die bei Einatmungs- ~id~rst~nden als Folge einer Senkung des intrapulmonalen Druckes erfolgt.

Christensen ist geneigt, diese hessere 02-Ausnutzung bei Arbeitsbeginn allgemein anzunehmen. Sie mag daher riihren, dab bei ErSffnung des Capillargebietes bei Arbeitsbeginn die die Atmung steuernde Kohlens~ure und die Milchs~ure noch nicht abflieBt und gleich zur Wirkung kommt. Dutch diese ErSffnung aller Capillaren der arbeitenden Muskulatur scheint die O~-Ausnutzung gesteigert, weft besser O~-ausgenutztes Blur zuriickfliel]t. D.h., das zu Beginn der Arbeit strSmende Blur wird schon besser ausgenutzt, ohne dab die entspreehende Menge saurer Stoffwechsel- produkte zum Abflul3 gelangt. Der Sauerstoff reicht zun~chst zur Deekung des O~.Bedarfs der arbeitenden Muskulatur aus. Es trit~ also vielleicht eine vorfibergehende Stauung sauerer Stoffwechselpro- dukte auf.

Schon in der 3.---4. Min. sinkt die O2-Ausnutzung st~ndig bis zum Ende des ,,toten Bereiches" ab, wi~hrend gleichzeitig das Atemminuten- Volumen und die aufgenommenen Oe-Mengen noch welter ansteigen (Abb. 1 und 2). Hier sehiel~t also die Atmung auf Grund der nun ab- rauehendcn Kohlenss fiber das ffir den Oz-Bedarf nStige ~Ial] hinaus. Mit dem Beginn des ,,toten Bereiehes" sinkt aber auch die aufgenommene 0~-Menge noeh vet der Herabsetzung der COz-Abgabe. Die O~.Ausnu~zung erreicht ihren tiefsten Stand zu Beginn des ,,toten Bereiches" (Abb. 1 und 2) und kurz vorher steigt die Vitalkapazitat, um erst mit der Uber- Windung des ,,toten Bereiches" deu~lieh abzusinken (Abb. 1 und 2, 4--7 Min.). Die Pulsfrequenz und die Blutdruckamplitude, die bis zum ,,toten Bereieh" st~ndig zugenommen haben, bleiben ~ast gleieh. Mit der ~berwindung des ,,toten Bereiehes" steigen sie deutlieh an (Abb. 1), uIn in den endgfiltigen Zustand einzuschwingen.

Aus den Gaswechselergebnissen in der Zeit der ,,zweiten Atmung", n~mlich der erneuten O~-Aufnahme und gesteigerten Ausnutzung des- selben bei her~bgesetztem Atemminutenvolumen ist zu sehliel~en, da[~ die ~berwindung des ,,toten Bereiches" nur eine Angelegenheit des Kreislaufs sein kann, denn gesteigerte Aufnahme und gesteigerte Aus- autzung bei herabgesetztem Atemminutenvolumen ist nur dann mSglieh, Wenn vermehrtes Blutangebot zur O~-Aufnahme bereitsteht. ])as kann ~mr durch ein vermehrtes Zei~volumen, dureh eine gesteigerte Gesehwin- digkeit der Lungendurchblutung geschehen. :Die Annahme dieser ver- mehrten Durehblutung finder eine Stfitze in der Abnahme der Vital- l~apazit~t jenseits des ,,toten Bereiches" um fast 0,51 im Mittel (Abb. 1 und 2).

Page 13: Blutgase und Kreislauf bei Arbeit unter der Gasmaske

22 Karl Schneider:

Die vermehrte Aufnahme und 5konomischere Ausnutzung des Sauer- stoffs wird unterstiitzt durch eine Erh6hung des Ausnutzungskoeffizienten ffir Sauerstoff. Diese ist um so mehr gegeben, als bei der erfolgten Er- weiterung der peripheren Strombahn eine Mehrdurchblutung des t/itigen l~r ermSglicht wird. Die Annahme der Erweiterung der peripheren Strombahn ergibt sich aus der Vergr613erung der Amplitude (Abb. 2, 6---8 Min.).

Der ,,tote Bereich"/~ul~ert sich also in einer Gaswechselst6rung, bei der trotz ausreichender Ventilation die O~-Aufnahme den Bedarf nicht deckt. Gleichzeitig hinkt bei hoher Vitalkapazit/~t die Kreislaufleistung dem Bedarf nach und steigt erst bei ~berwindung des ,,toten Bereiehes" zu- gleich mit der Abnahme der V.K. und der Zunahme der O2-Aufnahme. Dieses kann nur durch eine Minderleistung des Kreislaufs gegenfiber dem Bedarf mit verminderter Lungenfiillung erkl/~rbar sein.

:Die wahrscheinliche Ursache suchen wir in einer versp/iteten Riick- kehr des ven6sen Blutes, die dem Beginn eines Kreislaufkollapses gleich- kommt. Die ~rberwindung des ,,toten Bereiches" gelingt dann, wenn der Kreislauf in der Lage ist, dem gesteigerten O~-Bedarf dadurch gereeht zu werden, dab er eine gesteigerte Mehrdurchblutung bewirken kann. Diese kann erfolgen, wenn durch ausreichendes Blutangebot des ven6sen Kreislaufanteiles und Senkung des peripheren Widerstandes ein gesteiger- tes Sehlagvolumen und dutch Erh6hung der Pulsfrequenz ein gesteigertes Herzminutenvolumen eingesetzt hat.

Wir stimmen mit Herbst und Benzinger iiberein, die als MaBstab der Leistungsf/~higkeit des Organismus und damit des Kreislaufs die ]YIenge des aufgenommenen Sauerstoffs und die Ausnutzung desselben in gegen- seitige Wechselbeziehungen setzen.

Zusammen/assung. 1. Die Literatur gibt keine Auskunft darfiber, ob der ,,tote Punkt"

ein~ Minderleistung der Atmung oder des Kreislaufs darstellt. 2. Unter der Gasmaske sind s~mtliehe subjektiven und objektiven

:Erscheinungen des ,,toten Punktes" verst~rkt. 3. An 9 Versuchspersonen wurden in 18 Versuchen Messungen des

Gasstoffwechsels sowie der wiehtigsten Kreislaufgr6Ben in den ersten 10 Min. bei einer Arbeitsleistung yon 700 mkg/min durehgefiihrt.

4. Start des Ausdrucks ,,toter Punkt" wird der Ausdruck ,,toter Bereich", statt des Ausdrucl~s ,,Anpassung" der Ausdruek ,,Umstellung" vorgeschlagen.

5. ])as Atemminutenvolumen sinkt mit der ~berwindung des ,,toten Bereiches".

6. :Die Kreislaufmessungen ergaben, dab mit der ~rberwindung des ,,toten Bereiehes" die Vitalkapazit/~t sinkt und gleichzeitig Blutdruek- amplitude und Frequenz erneut stark ansteigen.

Page 14: Blutgase und Kreislauf bei Arbeit unter der Gasmaske

Blutgase und Kreislauf bei Arbei t un te r der Gasmaske. 23

7. D e r , , t o t e B e r e i c h " w i r d m i t e i n e m u n z u r e i c h e n d e n v e n 6 s e n A n g e - h o t a n d a s r e c h t e H e r z u n d .die L u n g e n a m E n d e d e r U m s t e l l u n g s z e i t , die O b e r w i n d u n g de s , , t o t e n B e r e i c h e s " m i t e i n e m E i n s t r o m y o n a u s . r e i c h e n d e m v e n 6 s e m B l u t a n g e b o t e r k l ~ r t .

Flir die freundliche ~ber lassung des Themas und die st/indig bereitwillige ]3eratung in allen technisehen und theoret isehen Fragen der Arbei t b in ieh raeinem hoehverehr ten Lehrer, Her rn Obers tabsarz t Prof. Dr. O. F. Ranke, zu h6ehstem D a n k verpfl iehtet .

Literatur. 1 Anthony, A. J. : Funktionspri i fung der Atmung, S. 19. Leipzig : J o h a n n Am-

brosius Ba r th 1937. - - ~ Anthony, A. J . : Habil .schr. Leipzig 1930. - - Beitr. Klin. Tbk. 70, H. 3 (1928); 87, 693 (1936). - - 8 Atzler: Erg. Physiol. 40, 342 (1938). Zu- gleich als Li tera turzusammenste l lung - - 4 Bang: Skand. Arch. Physiol. (Berl. u. Lpz.) 74, Suppl. 10, 51 (1936). - - Arb.physiol. 7, 544 (1934). - - 5 Benzinger: Erg. _~hysiol. 40, 1 (1938). - - 6 Benzimjer u. Hartmann: Luft fahr tmed. 1, H. 2, 129 (1936).

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loom o. loomoo. I 2 I Vp. 1. Arbeit mit Gasmaske.

0 1,5 3 4,5 6 7 8 9

10 2 Min.

~rholung

T a b e l l e n d e r V e r s u c h s e r g e b n i s s e z u A b b . 1 u n d 2.

M.v. I

12,0 30,2 51,2 57,6 53,8 41,0 41,0 42,9 37,5 22,1

11o/8o 120/70 130/75 145/75 145/7o 15o/65 160/60 170/60 17o/7o 140/70

385 1330 1864 2010 1580 1615 1667 1855 1625

681

315 76 19 l l l 0 84 33 2072 100 37 2185 136 37 2045 140 37 1540 160 36 1550 152 37 1633 146 37 1495 148 37

821 140 29

V.K. I.Dr,

4,0 - - 17 3,3 - - 20 3,95 - - 17 3,6 - - 21 3,6 - - 20 3,3 - - 17

- - 1 6 3 ~ - - 15 3,4 5 3,6 _~ 1

I E.Dr.

+ 7 + l0 + 7 + l [ + 1 1 + 7 + 4 + 8 + 13 g- 4

Page 15: Blutgase und Kreislauf bei Arbeit unter der Gasmaske

24 Karl Schneider: Blutgase und Kreislauf bei Arbei t unter, der Gasmaske.

T a b e l l e n d e r V e r s n c h s e r g e b n i s s e (Fortsetzung).

Vergleichsversuch ohne Ga~mas]ce. loll oj6o! 7oo 13ot6o15/6o 1 1o65o 3o 96o76i 1131 I o 399395 4,5 51,0 130/60 1o.6 2~.9 100 38 3,99

130/60 - - ] 12 39 3,99 ~,5 5~,5 130/00 1822 2~2 120 37 3,9 34 +87 8,5 ~ ,9 135/60 1880 1785 134 36 ,,8 9,5 135/00 132 42 3,8 ~ 2 ~

2Min. 22,3 105/60 670 790 126 29 3,8 1 + 2 Erholung

0 1,5 3 4,5 6 7 8 9

2 Min. Erholung

0 1,5 3 4,5 6 7 8 9

2 Min. Erholung

10,5 I 23,51 43,3t 45,61 43,31 38,1 39,7 40,0 22,0

Mittelwerte aller Maskenversuche (9 Vp.). 119/72 403 134/69 1105 143/70 1855 147/70 1945 148/68 1588 148/67 1710 147/62 1875 150/60 1790 129/74 734

327 918

1947 2008 1885 1657 1718 1706

766

83 101 126 142 144 144 146 151 124

19 4,53 25 4,48 30 4,70 32 4,77 32 4,65 29 4,45 30 4,42 31 4,35 23 4,4

- - 14 --- 15 - - 1 6

- - 1 5

§ 2 4- 4 4- 6 4- 8 -4- 7 4- 7 + 8 + 8 + 3

11,5 18,6 26,0 32,8 42,5 43,2 42,6 43,4 22,5

Mittelwerle aller Vergleichsversuche (9 Vp.). 115/72 490 131/66 796 139/64 1146 141/63 1553 142/61 1849 140/60 1910 137/59 1906 138/59 1862 115/69 718

414 679

1124 1607 1872 ]894 1846 1802

825

73 17 109 24 114 25 121 27 131 28 133 29 131 29 131 30 115 23

5,24 5,22 5,20 5,1 5,1 5,1 5,0 5,1 5,33

- - 3 § 4 -- 3 5 4- 6 6 4- 6 6 ~- 7 4 -- 7' 6 4- 8 6 4- 7 3 4- 3

Es bedeute t : Az. : : Arbeit~zeit i n Minu~en gemessen, M.V. -= Atemminuten- volumen, R.R. = Blutdruck, cem 0a ~ pro Minute aufgenommene Sauerstoffmenge, ecru CO s ~ pro Minute ausgeschiedene Kohlensi~uremenge, P. ~ Pulse pro Minute, Mr . ~ Atemfrequenz pro Minute, V.K. ~ Vitalkapazi tgt , I .Dr. ~ Inspirator lseher Tot raumdruek, E.Dr. == Exspiratorlscher Tot raumdruck, 2 Min. Erholung -- Ergeb- nisse naeh 2 Minuten Erholungszeit .