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Taucherarztlehrgang bei der U.S. Navy • HBO: benefizielle Konsequenzen • Umwelt: Meeresverlärmung

CAISSON28. Jg. September 2013 Nr. 3 Begründet von Oskar F. Ehm - Mitteilungen der GTÜM e.V.

CAISSON 28. Jg./2013/Nr. 3

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Das Wasser: Wann kommt es wieder?

JD Schipke

Im laufenden Jahr bewältigten erneut große und kleine Organisationen mit Tausenden Helfern die unterschiedlichsten Aufgaben bei der Flutbekämpfung.

Innerhalb von 10 Jahren kam die große Flut zweimal.Erneut war die Bundeswehr direkt bei der Flutbekämp-

fung und bei der Evakuierung Betroffener beteiligt.

Zum Titelbild: Das Bild zeigt Helfer von einer der großen Hilfsorganisationen bei Arbeiten an der Oder im Jahre 2003.Vor einigen Wochen kam das Wasser erneut. Der geschätzte Schaden liegt bei 8 Mrd. Euro. Ende Juli 2013 kam die Hitze. Und mit ihr kamen die Hitzegewitter. Und erneut gab es Überschwemmungen.

© Bilder DLRG, Landesverband Berlin

Die Feuerwehr verfügt über die gesamte Logistik um zu helfen, wenn die Gebäude wieder einmal vollgelaufenwaren.

Das Rote Kreuz versorgte die Evakuierten mit dem Nötigsten.

Die Polizei koordinierte den Verkehr und sorgte für Sicherheit.

Das Technische Hilfswerk half mit schwerem Gerät bei der Aufrechterhaltung der Infrastruktur: Stegbau.

28. Jg./2013/Nr. 3 CAISSON

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Editorial

Sehr geehrte Leserinnen und Leser,sehr geehrte Mitglieder der GTÜM!

Gesucht wird: neuer CAISSON-RedakteurNachdem Prof. Jochen D Schipke seit vielen Jahrenehrenamtlich mit großem persönlichem Einsatzals Redakteur des CAISSON für uns tätig war undnoch ist, möchte er sich nun allmählich in denwohlverdienten Ruhestand begeben. Aus diesemGrunde suchen wir jemanden, der ebenfalls Spaßdaran hat, als Redakteur unserer Verbandszeit-schrift ‘CAISSON’ tätig zu werden und dieses Amtvon Prof. Jochen Schipke zu übernehmen.

Der Aufgabenbereich umfasst die Zusammenstel-lung von Themen, Suche, Auswahl und Recherche von Artikeln. Zur Unterstützung stehen Frau EvaLadwein, die professionell das Layout erstellt undFrau Renate Rummel, die das Lektorat mit großerSorgfalt innehat und die von unserer Diplombiblio-thekarin, Frau Andrea Campen, ständig aktualisierteLiteraturdatenbank. Weiterhin gehört der Redak-teur des CAISSON laut Satzung zum Vorstand derGTÜM e.V..

Bitte melden Sie sich bei unserer Geschä[email protected] oder auch direkt bei unseremjetzigen Redakteur des CAISSON falls Sie selbstInteresse oder noch Fragen dazu haben oder vielleicht auch jemanden kennen, der Interesse ander Aufgabe hätte.

Wir möchten uns schon jetzt an dieser Stelle für die jahrelange zuverlässige Arbeit und die ständige Weiterentwicklung und Modernisierungdes CAISSON, die von Prof. Schipke und seinergesamten Mannschaft erbracht worden ist, herzlichbedanken und hoffen, dass es uns gelingt, einenNachfolger zu finden.

Mitgliedsbeiträge: Umstellung auf SEPA-LastschriftverfahrenWie Sie sicher alle ausden Medien erfahren haben, muss das bishe -rige Lastschriftverfahrennach den neuen EU-Richtlinien zum 01.02.2014auf das EU-weite SEPA-Lastschriftverfahren umge-stellt werden.

Unser Schatzmeister ist aktuell dabei, mit unsererBank und der Firma, die unsere Vereinsverwaltungs-software erstellt hat, eine für alle möglichst prakti-kable und zeitsparende Umsetzung mit möglichstwenig Aufwand für alle Beteiligten zu erarbeiten.Näheres dazu werden wir für Sie in der nächstenAusgabe des CAISSON veröffentlichen.

Zu dieser Ausgabe Das Titelbild der letzten Ausgabe mit der Spect-Bildgebung bei Schlaganfallpatienten und derenVeränderung durch HBO-Therapie mit klinischerBesserung hatte für viel Interesse gesorgt. Somitfreuen wir uns ganz besonders, dass wir Ihnen nun mit dieser Ausgabe den aktuell publizierten dazugehörigen Artikel von Dr. Shai Efrati et al. (s. S. 18) vorstellen zu können.

Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen

Ihre Karin Hasmiller

JD Schipke Eva Ladwein Renate RummelRedaktion Layout Lektorat

Der nachfolgende Artikel soll dem Leser anhandpersönlicher Erfahrungen einen Einblick in die Taucherarztausbildung bei der U.S. Navy gewähren.Der sogenannte Diving Medical Officer Lehrgang(DMO-) findet zweimal im Jahr am Naval Diving &Salvage Training Center (NDSTC) statt. DieseTauchschule ist die zentrale Ausbildungseinrich-tung für alle Taucher der US Marine und liegt amGolf von Mexiko in Panama City (Florida). Hierwerden in 22 verschiedenen Lehrgängen ca. 1.300Teilnehmer jährlich ausgebildet.

Neben Schwimmtauchern, Schiffstauchern, Minen-tauchern und Tauchereinsatzleitern werden auchTaucher anderer Teilstreitkräfte, der Coast Guardoder befreundeter Nationen geschult. Jährlich wer-den so ca. 10.000 Tauchgänge absolviert. DerDMO-Kurs selbst ist primär für die angehendenTruppenärzte des Taucherdienstes der U.S. Navyvorgesehen und genießt aufgrund der vergleichs-weise hohen physischen Beanspruchung ein gro-ßes Ansehen bei den amerikanischen Kollegen.Gemäß Lehrgangsbeschreibung erwartet der Teil-nehmer einen auf die physische Leistungsfähigkeitfokussierten Kurs, welcher täglich intensive körper-liche Übungen abverlangt. Ein exzellenter körperli-cher Trainingszustand ist Grundvoraussetzung.

Das Bestehen des ‘diving physical screening tests’zu Lehrgangsbeginn ist daher obligat. Ebensomuss der Teilnehmer aus tauchmedizinischer Sichtgesund und nicht älter als 30 Jahre sein. Der Lehr-gang dauert insgesamt neun Wochen. Die erstensieben Wochen sind im Wesentlichen durch diepraktische und theoretische Tauchausbildung geprägt. Die letzten zwei Wochen konzentrierensich ausschließlich auf die Vermittlung theoretischerInhalte über die Tauchmedizin. Lehrgangsziele desDMO-Kurses sind die Befähigung zur Diagnostikund Behandlung von tauchbezogenen Erkrankun-gen und Verletzungen.

Darüber hinaus soll der Teilnehmer nach Abschlussdes Kurses in der Lage sein, Tauchtauglichkeits -untersuchungen für SCUBA- und Helmtaucherdurchzuführen. Das Wissen über Tauchphysik,

Tauchgerät, Dekompres-sions- und Tauchabläufeund die praktische Qualifi-kation sollen zum SCUBA-und Helmtauchen sowiezur Druckkammerbe-handlung befähigen. Diedeutsche Marine entsen-det alle drei Jahre einenSanitätsoffizier zur Aus-bildung an das NDSTC.

Der persönlich erlebteLehrgang mit der Jahrgangsbezeichnung 11-20-DMO setzte sich aus insgesamt zehn Teilnehmernzusammen (Abb. 1). Davon waren sieben Taucher-arztanwärter der U.S. Navy, welche ihr erstes Resi-dency-Jahr beendet hatten, ein Physician Assis-tant der Army Special Forces, ein chilenischer Taucherarzt und der Autor als deutscher Vertreter.Die Teilnehmer der US-Navy kamen direkt ausGroton (Conneticut) von einem sieben Wochen andauernden Lehrgang zur intensiven körperlichenVorbereitung auf die Tauchschule.

Zu Lehrgangsbeginn überprüft der Physical Scree-ning Test die Fitness, welche die Mindestvoraus-setzung zur Lehrgangsteilnahme an der Tauch-schule darstellt. Täglich begann der Lehrgang um5.30 Uhr mit einem zwei bis 3-h Physical Training(PT), welcher stets fordernd aber auch abwechs-lungsreich gestaltet war. Die Trainingseinheitenfanden entweder im Wasser, als Crosstraining imKraftraum oder auf dem Trainingsgelände im Waldstatt. Etwas gewöhnungsbedürftig war der Gesangder Military Cadences mit der Flagge in Front beimJoggen im Gleichschritt unter Palmen und Pinien


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Tauchen

HG Fischer

CAISSON 2013;28(3):4-7

HG Fischer

Erfahrungsbericht über den Taucherarztlehrgang bei der U.S. Navy

HG Fischer

Abb. 1: Gruppenbild der DMO-Klasse.


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gen Sonnenaufgang. Nach dem morgendlichenSport folgte der Unterricht theoretischer Lerninhalteim Klassenzimmer. Diese bezogen sich überwiegendauf das ca. 1.000 Seiten umfassende U.S. NavyDiving Manual und werden bei jedem Taucher derU.S. Navy vorausgesetzt. Referenten waren dieüberaus taucherfahrenen NDSTC-Ausbilder.

Die Themen Basistauchmedizin und -physik inklu-sive der korrekten Tauchgangsdokumentation undDekompressionszeitbestimmung bildeten dieGrundlage der folgenden Ausbildungsabschnitte.Weitere Themen befassten sich mit den unter-schiedlichen Tauchgeräten und den entsprechen-den Vorschriften, Berechnungen und Sicherheits-manövern. Ferner wurde das theoretische Wissenüber das Operational Risk Management, Kommu-nikationsmöglichkeiten im Wasser, die tiefergrei-fendere Tauchphysik und das Mischgastauchenvermittelt. Ihren Abschluss fanden die Themen-komplexe mit einer schriftlichen Prüfung. Der Tagendete in der Regel gegen 15.30 Uhr, wobei sichmeist das Selbststudium anschloss.

In direktem Anschluss an den theoretischen Unter-richt folgte die praktische Umsetzung im Wasser.Diese begannen mit Apnoeübungen im Schwimm-bad, gefolgt von Maskenausblasübungen, demTauchen mit Schnorchel und Flossen sowie demadäquaten Auftauchen mit Leiterausstieg und kor-rekten Meldungen an den Tauchereinsatzleiter.Das 1.000 Yards lange Flossenschwimmen in Rückenlage auf Zeit entlang der Pier erfordertenicht nur Kraft und Ausdauer in den Beinen son-dern auch Fertigkeiten im Navigieren.

In der zweiten Woche begann die Poolwoche unddamit der erste Kontakt mit dem Tauchgerät. In die-sem auch als ‘Confidence Training’ bezeichnetenAbschnitt wurden zu Beginn alle zuvor unterrichte-ten Arbeitsabläufe und Ausbildungsziele besprochenund in einer Trockenübung geprobt. Die folgendenvier Tage verbrachte die Klasse nach demmorgend lichen PT und der Tauchplatzvorbereitung4-6 h täglich im und unter Wasser. Am Anfang wur-den noch relativ einfache Manöver wie die unter-schiedlichen Wasserzugänge, die wechselseitigeAtemspende mit dem Tauchpartner oder das voll-ständige Ablegen und Wiederanlegen der Tauch-ausrüstung auf dem Grund mit zwischenzeitlichemAuftauchen in Apnoe durchgeführt. Nach dieserzügigen Ein gewöhnung begann der Höhepunkt der Woche. Als Sharks oder Imposer bezeichneteAusbilder verübten Angriffe auf die Teilnehmer inunterschiedlicher Härte (Abb. 2). Dabei hatte derAusbilder 20 s Zeit, Probleme beim Taucher zu ver-ursachen, indem er u.a. den Atemregler entfernte,die Luftzufuhr abdrehte, die Gurtung des Tauch -

gerätes löste und Flossen als auch Maske entriss.Der Lehrgangsteilnehmer musste dies in Apnoeohne in Panik zu verfallen über sich ergehen lassen und dabei sein Tauchgerät sicher im Griffbehalten. Anschließend mussten die verursachtenProbleme in erlernter Systematik gelöst werden,wobei die Wiedererlangung der Luftzufuhr pri -märes Ziel war. Für den Notfall stand immer ein Sicherheitstaucher mit griffbereitem Oktopus zurStelle. Die Übungen wurden benotet und konntenbei Versäumnissen als ’unzureichend’ bewertetwerden. Im Verlauf steigerte sich der Schwierig-keitsgrad, wobei später z.B. der Atemregler verknotet wurde oder auch zwei Tauchpartner zurgleichen Zeit attackiert wurden (Abb. 3).

Die geforderten Leistungen konnten von der ge-samten Klasse erfüllt werden, so dass die NDSTC-Voraussetzungen zum Tauchen auf offener See erfüllt waren. Die Teilnehmer waren von nun an alsTaucher akzeptiert. Der Tonfall der Ausbilder wurdekameradschaftlicher und das sehr hohe Lehr-gangstempo spürbar reduziert. Man wusste ab diesem Zeitpunkt, dass die schwierigsten Hürdenüberwunden waren. Die körperliche Herausforde-rung des täglichen PTs blieb jedoch bestehen.

Abb. 2: ‘Heavy-Hit ‘ eines Instructors während der Poolwoche.

Abb. 3: Lehrgangsteilnehmer versucht, den verknotetenAtemregler zu lösen.


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Ebenfalls mit dem SCUBA-Tauchgerät wurden un-terschiedliche Suchtechniken auf dem Grund undan Wänden entlang der Pier durchgeführt. Zudempraktizierten die Lehrgangsteilnehmer die Tauch-gerätevorbereitung sowie verschiedene Tauch -manöver mit dem Kreislauftauchgerät LAR V. Das Helmtauchen mit dem Kirbey Morgan (KM36)wurde nach anfänglicher Einweisung im Pool undan der Pier auf offener See im Golf von Mexiko er-probt (Abb. 4). Hierbei wurden wir zukünftige DMOdurch Teilnehmer des Supervisor-Lehrganges an-geleitet. Für die letztgenannten bauten die Ausbil-der absichtlich Fehler in der Ausrüstung und mög-liche Tauchunfallszenarien ein, welche erkannt undadäquat behoben werden mussten. Ein Kran mitHebebühne beförderte die Lehrgangsteilnehmervom Taucherschulboot in die Tiefe zur Erkundungvon Schiffwracks und versunkene Brücken. Dasschnelle Entkleiden des Tauchers nach demTauchgang durch seine Schlepper in möglichst weniger als 3 min zur anschließenden Oberflä-chendekompression in der Druckkammer an Bordwar ständiger Drill.

In den letzten zwei Wochen ergänzten unserenKurs sechs weitere Teilnehmer der U.S. Army undAir Force. In diesem Zeitraum lernte man aus-schließlich medizinische Themen zum Tauchenund zur Überdruckexposition. Das tägliche PT warfortan eingestellt. Ärzte und Wissenschaftler derTauchschule und der ortsansässigen Navy Experi-mental Diving Unit (NEDU) organisierten diesenLehrgangsabschnitt. Praktisch wurde das erlernteWissen durch die Behandlung simulierter Tauchun-fallszenarien unterschiedlichster Art (u.a. DCS,CO-Intoxikation, O2-Vergiftung, POIS/AGE, Baro-trauma, Hyperthermie, Herzinfarkt etc.) überprüft.Mit simulierten Druckkammertherapien bei einerMaximaltiefe von 40 ft konnte eine realitätsnahe Situation generiert werden. Auch die NEDU mit ihrer weltweit einmaligen Ocean Simulation Facilitysowie die physiologischen und molekularbiologi-

schen Labore konnte besichtigt werden. EineDruckkammerfahrt auf 165 ft verdeutlichte uns dieSchwierigkeiten bei der Erhebung eines neurologi-schen Status im Tiefenrausch. Der Lernerfolg wur-de mit dem Abschlusstest überprüft, und die feier-liche Graduation beendete den Lehrgang.

Zusammenfassend erwies sich der DMO-Kurs alsein überwiegend auf die amerikanischen Vorschrif-ten konzentrierter Lehrgang, bei welchem Verwei-se oder Vergleiche zu internationalen Institutionenoder Erkenntnissen selten erfolgten. Die theoreti-sche Basis war zum überwiegenden Teil das U.S.Navy Diving Manual. Ergänzend gab es in einigenVortragsreihen, insbesondere in den letzten beidenWochen, Verweise auf aktuelle wissenschaftlicheErkenntnisse durch international anerkannte For-scher der NEDU (Shykoff, Doolette, Warkanderetc.). Insgesamt wurden 16 Tauchgänge absol-viert. Die Helmtauchgänge im Golf von Mexiko vermittelten einen sehr guten Eindruck über die gelebte Tauchpraxis in der U.S. Navy. Hierbei wur-den durch verschiedene Szenarien Zwischenfällesimuliert, welche das Problembewusstsein förder-ten und die notwendigen Behandlungsmöglichkei-ten in der Praxis aufzeigten. Alle Tauchaktivitätenerfolgten bei warmen klimatischen Bedingungen,so dass keine Erfahrungen im Tauchen unter küh-len oder raueren Umständen gesammelt wurden.Weiterhin stellt sich die Frage über die Sinnhaftig-keit des körperlich sehr fordernden täglichen Trai-nings hinsichtlich der weiteren Verwendung alsTaucherarzt. Womöglich handelt es sich hierbeineben der vordergründigen Evaluation der Tauch-tauglichkeit um eine Art der Traditionspflege. DerDMO zählt demzufolge als vollwertiges Mitglied ineiner sich als elitär begreifenden U.S. Navy Tau-chergemeinschaft. Hieraus ergab sich wiederumein hohes Maß an Zusammengehörigkeitsgefühl.Als vorteilhaft anzusehen ist die Tatsache, dass dieAusbildung mit der praktischen Tauchschule be-gann. Dabei wurden alle notwendigen Grundlagenüber die theoretischen Aspekte, Prozesse undAusrüstungen des Tauchens vermittelt. Dabei wer-den die gleichen Inhalte gelernt, die alle Teilneh-mer der Schule vermittelt bekommen. Mit diesemWissen können die vom Flottentaucher abverlang-ten Leistungen und Abläufe aus ärztlicher Sichtsehr gut eingeschätzt werden. Weiterhin bekommtman als fertig ausgebildeter Taucher mit den be-reits gesammelten praktischen Erfahrungen einviel besseres Verständnis für das im Anschlussvermittelte Taucherarztwissen.

Ferner ist noch auf das ausgeprägte Sicherheits-verständnis im Taucherdienst der U.S. Navy hinzu-weisen. So wurden alle Tauchabläufe sehr stan-dardisiert mit abzuarbeitenden Checklisten, Beleh-

Abb. 4: Vorbereitung eines Helmtauchganges im Golfvon Mexiko.

HintergrundSeit den 1960er Jahren erlebt das Schnorcheln,Sporttauchen und Surfen einen regelrechtenBoom. Mit der steigenden Zahl der Wassersportlernimmt auch die Häufigkeit von Hai-Begegnungensowie die Quote von Unfallopfern exponentiell zu.So bekamen Haie ein Negativ-Image als primitiveMonster, Fress- und Tötungsmaschinen. Das giltvor allem für die Zeit nach dem eklatanten Erfolgdes Filmes ’Der weiße Hai’, welcher verheerendeAngstneurosen vor Haien produziert und geschürthat. Wie sieht nun die Gefährdung des Menschendurch Haie in der Realität aus?

HaieVon den 470 bisher beschriebenen rezenten Hai -arten können sieben den Menschen potentiell gefährlich werden. Die küstennah lebenden Arten,der Große Weiße (Carcharodon Carcharias), derTigerhai (Galeocerdo Cuvier) und der Bullenhai(Carcharhinos leucas) sowie der pelagisch leben-de Makohai, Blauhai, Weißspitzen-Hochseehaiund Hammerhai. Aber auch Ammenhaie, Zitronen-haie, Schwarzspitzenriffhaie und Graue Riffhaiesind schon in Unfälle verwickelt gewesen.

Im Zeitraum von 1990 bis1999 wurden nach demInternational Shark AttackFile (ISAF) insgesamt 536 Haiangriffe registriert;darin sind auch folgenlose Rempler enthalten. 68Attacken (13 %) gingen tödlich aus. Jährlich sterbenweltweit lediglich fünf bis zehn Menschen durchHaibisse. Andererseits werden jährlich 200 MillionenHaie durch Menschen hand getötet. Daher gelten100 der 470 Arten als hochgradig bedroht. Einetraurige Rolle spielt dabei das Finning (=Ab schneidender Flossen; Abb. 1) bei lebendigen Leibe, wobeider verstümmelte Körper ins Meer zurück geworfenwird. Ähnlich schlimm ist die Vermarktung andererHaiprodukte wie z.B. ’Anti-Krebs-Mittel’ aus Haifleisch.


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rungen, Geräteprüfungen vor und nach demTauchgang durchgeführt. Dreh- und Angelpunktbildet hierbei der Diving Supervisor (Taucherein-satzleiter), welcher für den Ablauf und die Sicher-heitsgewährleistung des jeweiligen Tauchgangesverantwortlich ist. Dieser kann sich wiederum inwichtigen Fragen und in Abhängigkeit des Tauch-profiles an den ggf. anwesenden Master Diver, Di-ving Medical Officer oder Diving Officer wenden.Dabei wurde an Deck viel kommuniziert, und dieTauchvor- und Tauchnachbereitungen waren mit-unter sehr langwierig. Das gesamte Tauchpersonal

wies insgesamt ein sehr hohes tauchmedizini-sches Wissen und Verständnis auf. Abschließendist jedoch festzuhalten, dass durch den DMO-Kursein tiefgreifender Einblick in den Taucherdienst derU.S. Navy möglich war und eine exzellente tauch-medizinische Ausbildung erfolgte.

KorrespondenzadresseDr. med. Hans-Georg FischerOberstabsarztTaucherarzt am Schifffahrtmed. Institut der [email protected]

Haie leben seit 400.000.000 Jahren nahezu unverändert in den Weltmeeren undhaben sich ihrem Habitat in Anatomie, Hydrodynamik und Verhalten perfekt ange-passt. Die Menschen bevölkern die Erde erst seit 200.000 Jahren, der moderneHomo sapiens sogar erst seit ca. 40.000 Jahren. Damit kann der Mensch nichtzum ursprünglichen Beuteschema der Haie gehören. Menschen sind aber beimBaden und Schwimmen im Meer immer wieder mit Haien in Berührung gekommen,und gelegentlich gingen diese Begegnungen fatal aus.

Hai-Attacken

K Held, U Erfurth & S Schroeder

K Held

K Held, U Erfurth, S SchroederFlug- und Reisemedizin 2012;12(46):32-34

CAISSON 2013;28(3):7-11

Abb. 1: Das Hai-Finning spielt eine traurige Rolle beider Bedrohung der Haie. Auf einen vom Hai getötetenMenschen kommen etwa 30.000.000 vom Menschengetötete Haie.


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Das über Jahrmillionen bei Haien bewährte Repro-duktionsverhalten ist längst nicht mehr in der Lage,diesen Raubbau und die anhaltende Vernichtungdurch den Menschen auszugleichen.

Seltenere Attacken gibt es global in allen tropi-schen Meeren.

In Australien ereignen sich die meisten Angriffenachmittags zwischen 14 und 18 Uhr und zwi-schen November und Januar. Da Haie bevorzugt inder Dämmerung aktiv sind, erhöht sich auch zudiesen Zeiten das Risiko, Opfer einer Haiattackezu werden.

In Südafrika kumulieren sich die Haiangriffe an derNatal-Küste um Durban im warmen Wasser des Indischen Ozeans aber auch besonders in der ’False Bay’ östlich von Kapstadt im kalten Wasserdes Atlantiks (mehr als an jedem anderen Ort derErde). Hier sind Haie sogar in Boote gesprungenund haben Insassen verletzt.

Hai-AttackenEs lassen sich drei Formen von Hai-Attacken un-terscheiden:

1. Bumping: bei dem das Opfer zur Identifizie-rung lediglich angerempelt wird.

2. Hit and run: bei dem der Hai einmal fest zubeißt, aber dann von seiner Beute ablässt.Es handelt sich um so genannte ’Gaumenbisse’im Rahmen einer ’Geschmacksprüfung’.

3. Sneak: ein Angriff mit hoher Geschwindigkeitvon unten oder der Seite, wie er vom WeißenHai bei der Jagd auf Robben bevorzugt wird.Der Hai beißt sein Opfer und zieht sich danachzurück. Ist die Beute durch Blutverlust genü-gend geschwächt, attackiert er erneut.

Für den Grauen Riffhai (Carcharhinus amblyrhyn-chos) wird ein agonistisches Verhalten beschrie-ben: Fühlt er sich bedroht oder von einem Taucherin die Enge getrieben bzw. in seiner ’Privatsphäre’verletzt, krümmt er den Rücken, richtet die Brust-flossen nach unten und zeigt schnelle und über -triebene Schwimmbewegungen (= Drohgebärde).Mit zunehmender Bedrängnis steigt dann dieWahrscheinlichkeit eines Angriffes.

Sinnesorgane der Haie (Abb. 2) ■ Damit Haie Gerüche wahrnehmen können,

muss meist eine Strömung vorhanden sein.Blut und Urin von Menschen sind nicht ge -eignet, Haie anzulocken! Graue Riffhaie regis-trieren Extrakte von Fischmuskelfleisch noch ineiner Verdünnung von eins zu 30 Milliarden.

■ Haie werden in erster Linie durch Geräuscheangelockt. Sie reagieren stark auf unregel -mäßige, pulsierende Töne zwischen 20 und300 Hz, also auf eine Frequenz, die aufgeregteoder sterbende Fische produzieren. Geräu-sche können Haie über Kilometer zu einerverletzten Beute führen.

■ Haie nehmen kleinste Wasserbewegungenwahr. Die entsprechenden Sinneszellen befindensich vor allem im Seitenlinienorgan entlang derKörperflanken. Besonders effektiv werdenSchwankungen im Wasserdruck gemessen,die ihre Quelle ungefähr zwei Körperlängenvom Hai entfernt haben.

Abb. 2: Reichweite verschiedener Sinnesorgane bei Haien.

© http://sharkprotect.eu/Organe.html

Tab. 1: Weltweite Verbreitung von Haiangriffen nachAnalysen der US Navy über neun Jahre.

> 100 Attacken: die Ostküste der USA, Australien

50 bis 100 Angriffe:

Karibik, Süd-Afrika, Mikronesien,Nordostküste Australiens, Neuguinea

30 bis 50 Angriffe:

Hawaii, Pazifik-Küste der USA,Golf von Mexiko, der freie Südatlantik, Gelbes Meer, persischer Golf und die West-Küste Australiens.

10 bis 30 Angriffe:

mittelamerikanische Pazifik-Küste,alle tropischen afrikanischen Küsten und Rotes Meer.


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■ Zusätzlich besitzen Haie den klassischen Tast-sinn, mit dessen Hilfe sie die Festigkeit einesObjektes erfassen, indem sie es leichtberühren oder rammen.

■ Auch bei schlechten Lichtverhältnissen orien-tieren sich Haie noch über die Augen. Hinterder Netzhaut liegt zur Lichtverstärkung eine reflektierende Schicht: das Tapetum lucidum,das in der Morgen- und Abenddämmerung ’aktiv’ ist. Tagsüber kann es mit Melanin bedeckt werden. Zudem verfügen Haie überdie Fähigkeit im ultravioletten Bereich zu sehen, was sie zu perfekten Jägern der Nachtmacht.

■ Mit den Lorenzinischen Ampullen registrie-ren Haie geringste elektrische Felder (bis ca.0,01 µV/cm), wie sie von lebenden Organis-men durch Muskelaktivität erzeugt werden.Das Elektro-Sinnesorgan befindet sich im Bereich des Maules, des Unterkiefers und umdie Augen herum.

■ Im Inneren des Maules liegen mikroskopischkleine Sinnesknospen, mit denen der Hai denGeschmack seiner Beute testet. Ungenieß -bare Nahrung (z.B. Menschenfleisch) wird wie-der ausgespuckt.

Richtiges Verhalten im Umgang mit HaienDer Schweizer Biologe und Hai-Experte Erich Ritterbeschreibt in seinen Büchern die Körpersprachevon Haien. Er beschreibt auch, wie die Signale eines Haies gedeutet, und wie die Signale derMenschen von Haien interpretiert werden können[1-7]. Er meint, dass es per se keine aggres sivenund gefährlichen Haie gäbe. Die einzige Gefahr,die bei einer Begegnung mit ihnen ent stehen kann,ist das falsche oder unüberlegte Handeln des Menschen.

Interaktions-Kreise: Innerhalb eines äußerenKreises (auch Schwelle oder Kugel) kommt es zu einer primären Reaktion bei einem Hai. Er ändert seine Schwimmrichtung in Bezug auf eine Person im Wasser, um nicht mit der Person interagieren zu müssen. Dieser Anpassungs-winkel gibt Auskunft über die Forschheit (kleinerWinkel) bzw. Zurückhaltung (großer Winkel) desHaies.

Die geringste Distanz, in der sich ein Hai an einePerson oder ein anderes Objekt in der Anfangs-phase heranwagt, nennt Ritter den inneren Kreis.Der Radius des inneren Kreises variiert mit der Art,dem Geschlecht und dem Alter. Meist hat er einenRadius von 1½ bis 2 Körperlängen des Haies.

Zwischen der äußeren und der inneren Schwelleliegt eine Interzone. Die ’Heiße Zone’ ist der

Bereich zwischen der inneren Schwelle des Haies und der Person. In fast allen Fällen wird ein Hai diese Zone meiden. Wenn nicht, dann gilt: Nicht die Nerven verlieren und unter keinen (!)Um ständen das Tier stoßen, stattdessen mit Flossen oder Armen Wasser gegen den Hai drücken. Zeigt er darauf keine oder nur eine undeutliche Reaktion, soll man das Tier heran -kommen lassen, bis man es mit der Hand oderdem Fuß (’sanft!’) gegen die Spitze des Mauleswegdrücken kann.

Haie zeigen bei ihrer Annäherung an den Men-schen bestimmte Verhaltensmuster:■ Passieren: Hai befindet sich am äußeren

Kreis. Sein Verhalten ist oft Teil einer aus -dauernden Begegnung mit wechselnden Mustern und als deutliches Interesse zuinterpretieren.

■ Frontales Anschwimmen: Erkundungsverhal-ten, keine Erhöhung der Schwimmgeschwin-digkeit, beim Erreichen des inneren Kreiseserfolgt eine 180 °-Drehung.

■ Seitliches Anschwimmen: Hai kommt vonder Seite, schwimmt zweimal vorbei (beimzweiten Passieren näher), Erkundungsverhal-ten; beim weißen Hai: großes Interesse.

■ Umrunden: Erkundungsverhalten; signalisiertkeinen baldigen Angriff.

■ Aufsteigen: primär beim weißen Hai; er kommtlangsam und nahezu senkrecht aus der Tiefebis auf Höhe des Tauchers; Erkundungsverhalten!

Weitere Verhaltensmuster sind:■ Bedrohungswinkel: Anschwimmwinkel von

< 30 ° werden vom Tier als Bedrohung empfun-den und bewirken meist seinen Rückzug. ’ToteWinkel’ befinden sich auf dem Rücken hinterder ersten Rückenflosse bis zum Schwanz undauf der Unterseite des Körpers.

■ Augenrollen: Verhalten von neugierigenHaien.

■ Kopfdrehen: der Hai fixiert dabei das Opfermit beiden Augen; deutliches Interesse!

■ Gaping: der Hai öffnet leicht das Maul, ohnedabei die Zähne zu zeigen; Drohverhalten zurVerteidigung der Hierarchie oder des Reviers.Ruhe bewahren!

■ Gähnen: der Hai öffnet langsam sein Maul undstülpt den Kiefer aus; kein Signal.

■ Kiemenspreizen: kein Signal ■ Beidseitiges Senken der Brustflossen: Ver-

größerung der seitlichen Oberfläche, Verbes-serung der Manövrier-Fähigkeit zum schnellenseitlichen Ausweichen.

■ Schlagfrequenz des Schwanzes: erhöhteFrequenzen und Schwanzversteifen deutenauf Erregung.


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ADORE-SANE-Konzept Attitude/Appearence: Es geht darum, außerge-wöhnlich erscheinende Details am Tier zu bemer-ken (z.B. nach unten gedrückte Brustflossen, hoheSchlagfrequenz des Schwanzes, Kopfdrehen, Gaping).

Direction: Ist der Anschwimmwinkel zum Taucher < 30 °, wird sich der Hai wahrscheinlich nähern. Origin: die räumliche Distanz des Haies zur Personund die Position des Haies in Bezug auf die Blick-richtung des Tauchers.

Relation: Haie, die sich für eine Person’ interes -sieren’, schwimmen bei Annäherung zumeist aufgleicher Höhe oder unterhalb von dir, selten darüber (Abb. 3). Haie wählen sich eine Position,die ihnen das Objekt mit größtmöglichem Kontrasterscheinen lässt.

Environment: gemeint ist die unmittelbare Umge-bung. Auch der Tauchpartner wird die Interaktionmit einem Hai beeinflussen.

Situation: ein Taucher, der mit sich selbst beschäf-tigt ist, kann die Situation als Ganzes nur schwererfassen. Die Kontrolle über die Situation ist aberwichtig und kann eine Kettenreaktion verhindern.

Aktivität: der Hai interpretiert die menschliche Aktivi-tät und reagiert z.B. auf das Harpunieren von Fischen.Auch Schwimmer locken Haie an. Diesem Fall gilt: aufhören zu schwimmen, vertikale (!) Position einnehmen, Beine hängen lassen und diese nicht bewegen. Haie haben Schwierigkeiten, ver -tikale Objekte zu verstehen und halten sich tendenziell davon fern. Vermeiden Sie zuckendeBewegungen und Plantschen. Der Hai wird begin-nen, die Person im Abstand von zwei Körperlängen(Seitenlinienorgan) zu umrunden. Befindet man sich zu zweit im Wasser, sollte man sich etwa eineKörperlänge voneinander entfernen; dadurch wirdder Hai die beiden Personen als eine einzelne undgrößere Struktur wahrnehmen und eine größereDistanz einnehmen (Abb. 4).

Apnoetauchen gehört zu den Aktivitäten, die regel-mäßig zu Unfällen mit Haien führen: Der am Endedes Tauchganges auftretende Sauerstoffmangelführt zu krampfartigen Muskelkontraktionen, die inder nächsten Nähe des Tauchers Geräusche undWasserdruckschwankungen erzeugen, deren Fre-quenz an einen sterbenden oder verletzten Fischerinnert.

Nervosität: ein nervöser Mensch verliert schnellden Überblick über die Situation. Nervosität kannzur Angst und weiter zu Panik führen. Je ruhigerund gelassener man im Wasser ist, desto ’uninte-ressanter’ wird man für den Hai.

Erfahrung: Erfahrung mit der jeweiligen Haiart beeinflusst wesentlich die Einschätzung einer Hai-begegnung, wobei theoretisches Wissen nur wenigzählt.

Die Kurzform des ADORE-SANE-Konzeptes könntesein: Analysieren Sie die Absicht des Haies: stop-pen Sie und beobachten/bestimmen Sie■ die Schwimmrichtung des Haies (Schwimm -

winkel),■ die Position des Haies zum Beobachter (unter,

über oder auf gleicher Höhe),■ das Erscheinungsbild des Haies.

Alternative zum ADORE-SANE-KonzeptDer Taucher kann einen kontrollierten Rückzug er-wägen. Ein unüberlegter Rückzug beschwört fastimmer die Situation herauf, die man primär verhin-dern wollte, dass nämlich der Hai dem Menschenfolgt. Versuchen Sie, den Blickkontakt des Haieszu unterbrechen und/oder den Kontrast zu verrin-gern. Gibt es ein Riff in der Nähe, dann schwim-men Sie ’hinein’. Befinden Sie sich im Freiwasser,sollten Sie in Relation zum Hai weiter absinkenund dabei eine vertikale Position einnehmen. Folgtder Hai in einer bestimmten Entfernung, ist es das

Abb. 4: Zwei Taucher, die nahe beieinander bleiben,werden von einem Hai als eine einzelne, größere Struk-tur wahrgenommen und lassen den Hai üblicherweiseeinen größeren Abstand halten.

Abb. 3: Liegt beim Hai Interesse am tauchenden Men-schen vor, wird er normalerweise nicht darüber oderdarunter sondern auf gleicher Höhe mit ihm schwimmen.


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Sinnvollste, auf den Hai zu ’warten’, um mit ihm zu interagieren. Befindet sich der Taucher beimAufstieg, und der Hai ’wartet’ an der Oberfläche,schwimmt man direkt von unten-vorne auf den Hai zu zwingt ihn so zu einer Reaktion. Alternative:direkter Aufstieg unter dem Boot. Vermeiden Sieaber, an der Oberfläche zum Boot zurück zuschwimmen (Abb. 5).

Oft ist es notwendig, auf einen Hai zuzuschwim-men, um ’haifrei’ zur Ausstiegsstelle zurückkehrenzu können. Hierbei gilt: Ist der Hai oberhalb desTauchers, sollte man ihn direkt von unten-vorneanschwimmen. Befindet man sich über dem Hai,sollte man bis auf gleiche Höhe absinken, danndas Tier aus möglichst spitzen Winkel anschwim-men. Inmitten einer Gruppe von Haien sollte manversuchen, den ’Sonderling’, der sich ’irgendwieanders’ verhält oder das Tier zu konfrontieren, daseinem am nächsten ist. Weicht dieses Tier aus,wirkt sich das meistens auch auf die anderen Haie aus.

Literatur1. Ritter E. Das Lächeln der Haie. Gedanken und

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KorrespondenzadressenDr. med. Klaus [email protected]

Dipl.-Biol. Uli [email protected]

PD Dr. med. Stefan Schroeder, GTÜ[email protected]

Abb. 5: Schwimmer oder Taucher sollten vermeiden,an der Oberfläche zum Boot oder zur Einstiegstelle zu-rück zu schwimmen. Bei der vorliegenden Abbildungbesteht allerdings keine Gefahr. Zu sehen ist wohl eineeinmalige und dauerhafte Freundschaft zwischen einem Hai und einer Schwimmerin.


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Sättigungstauchen ändert den Folat-Status und Biomarkerder DNA-Schädigung und -Reparatur

Hintergrund: Die Exposition gegenüber einer O2-reichen Umgebung kann oxidative Schäden hervorrufen, diekörperlichen Eisenspeicher vergrößern und den Status von einigen Vitaminen verändern – inklusive Folat. DieErfassung der Art der oxidativen Schädigung in dieser Umgebung und die Bestimmung seiner Relation zu Änderungen des Folat-Status sind wichtig, um den Nährstoffbedarf zu definieren und um Maßnahmen zurAbschwächung dieser Effekte zu entwickeln.

Methode: Reaktionen gegenüber oxidativem Stress wurden an Teilnehmern untersucht, welche an einemSättigungstauchgang unter erhöhtem O2-Teildruck teilnahmen: NASA Extreme Environment Mission Opera -tion. Sechs Teilnehmer führten einen 13-tägigen Sättigungstauchgang in einem Habitat 90 m unterhalb derMeeresoberfläche in der Nähe von Key Largo (FL, US) durch. Nüchtern-Blutproben wurden vor dem Tauch-gang, zweimal täglich und zweimal nach dem Tauchgang entnommen und auf biochemische Marker für denEisen-Status, die oxidative Schädigung und den Vitamin-Status analysiert.

Ergebnisse: Die Eisenspeicher und Ferritin nahmen während des Tauchganges zusammen mit Folat und der Superoxid-Dismutase-Aktivität zu (alle vier Größen: p < 0,001). Der Folat-Status korrelierte mit dem Serum-Ferritin (p < 0,05). Mononukleäre Zell-Poly-(ADP-Ribose) aus peripherem Blut stieg während des

Tauchganges an und war am Ende des Tauchgangessignifikant erhöht (p < 0,001); γ-H2AX veränderte sichwährend des gesamten Protokolles nicht.

Zusammenfassung: Die Ergebnisse weisen darauf hin,dass dann, wenn die Eisenspeicher im Körper in einerhyperoxischen Umgebung erhöht sind, eine Reparatur

Saturation diving alters folate status and biomarkers of DNA damage and repair

Sara R Zwart1, J Milburn Jessup2, J Ji2, SM Smith3

1Universities Space Research Association, Houston, Texas2National Cancer Institute, Bethesda, Maryland

3NASA Johnson Space Center, Houston, Texas, United States of America

Background: Exposure to oxygen-rich environments can lead to oxidative damage, increased body ironstores, and changes in status of some vitamins, including folate. Assessing the type of oxidative damage in these environments and determining its relationships with changes in folate status are important for defining nutrient requirements and designing countermeasures to mitigate these effects.

Methods: Responses of humans to oxidative stressors were examined in participants undergoing a saturation dive in an environment with increased partial pressure of oxygen, a NASA Extreme EnvironmentMission Operations mission. Six participants completed a 13-d saturation dive in a habitat 19 m below theocean surface near Key Largo, FL. Fasting blood samples were collected before, twice during, and twiceafter the dive and analyzed for biochemical markers of iron status, oxidative damage, and vitamin status.

Results: Body iron stores and ferritin increased during the dive (P<0.001), with a concomitant decrease in RBC folate (P<0.001) and super oxide dismutase activity (P,<0.001). Folate status was correlated with serum ferritin (Pearson r =20.34, P<0.05). Peripheral blood mononuclear cell poly(ADP-ribose) increasedduring the dive and the increase was significant by the end of the dive (P<0.001); γ-H2AX did not changeduring the mission.

Summery: Together, the data provide evidence that when body iron stores were elevated in a hyperoxicenvironment, a DNA damage repair response occurred in peripheral blood mononuclear cells, but double-stranded DNA damage did not. In addition, folate status decreases quickly in this environment, and this study provides evidence that folate requirements may be greater when body iron stores and DNA damagerepair responses are elevated.

Keywords: oxidative stress; DNA damage; iron; ferritin; folat

Sara R Zwart, J Milburn Jessup, J Ji, SM SmithPLoS ONE 2012;7(2): e31058doi:10.1371/journal.pone.0031058

CAISSON 2013;28(3):12-17

Kommentierte Literatur: Tauchen


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EinleitungSättigungstauchen beinhaltet einen langen Aufent-halt (einige Tage bis Wochen) in einer geschlossenenUmgebung mit erhöhtem O2-Teildruck. Sättigungs-tauchen und Exposition gegenüber einer O2-reichenUmgebung führt üblicherweise zu einer oxidativenSchädigung [1-3]. Eine O2-Exposition bei Sätti-gungstauchgängen (10-30 Tage) erhöht zusätzlichdie Eisenspeicher des Körpers [1,3-6]. Es existie-ren darüber hinaus Hinweise, dass der Status vonVitaminen – insbesondere B-Vitamine (Folat undVitamine B6 und B12) – in der oxidativen Umgebungverändert ist [5]. Im Sinne einer Unterstützung die-ses Konzeptes war das Homozystein während eines12-tägigen Sättigungstauchganges erhöht [5]. Zirkulierendes Homozystein (ein Neurotoxin [7])steigt an, wenn Folat, Vitamin B12 oder Vitamin B6vermindert sind. Eine umfangreiche Literatur unter-stützt die Vorstellung, dass überschüssiges Eisenebenfalls toxisch sein kann, indem es zur Bildungvon Sauerstoff-Radikalen beiträgt. Eine erhöhte Eisen-Verfügbarkeit ist ebenfalls toxisch, weil siezur Bildung von Pathogenen oder Krebszellen bei-trägt, welche normalerweise durch die Eisenver-fügbarkeit limitiert ist [8-10].

In den vergangenen zehn Jahren hat die NASA eine Reihe von Extreme Environment MissionsOperations (NEEMO) [3,5] zur Simulation von ver-schiedenen Aspekten der Raumfahrt durchgeführt.

In diesen 7- bis 14-tägigen Missionen hielten sichTaucher in einem Habitat 19 m unterhalb der Meeres-oberfläche unter einem Druck von 2,5 bar und 21 %Sauerstoff auf (Abb. 1). Diese hyperbare und damitO2-reiche Umgebung eignet sich in idealer Weise, umunterschiedliche oxidative Schädigungen oder auchderen Reparatur an gesunden Versuchspersonenzu identifizieren und zu evaluieren. Über die oxida-tiven Schädigungen hinaus kommt es zu Anstiegender Eisenspeicher und zu Veränderungen des Vita-min-Status [5]. Ergebnisse der Untersuchungen lieferten ebenfalls Hinweise auf DNA-Schädigungen(erhöhtes 8-Hydroxy 2’-Deoxy guanosin im Urin) [3].Diese Ergebnisse stellen für die NASA deswegenein Problem dar, weil Raumspaziergänge, welchevon der Internationalen Raumstation durchgeführtwerden sollen, voraussichtlich unter hyperoxi-schen Bedingungen stattfinden werden.

In der vorliegenden Studie sollte der Einfluss vonNEEMO-Missionen auf neuere Marker der oxida -tiven Schädigung charakterisiert werden, um so dieauftretende Schädigung besser identifizieren zukönnen. Es wurden verschiedene Marker der DNA-Schädigung und -Reparatur gemessen. Zu ihnengehörte das high-mobility group box 1-Protein imSerum. Dieses Protein ist an der Antwort auf oxida-tiven Stress und auf die DNA-Reparatur beteiligt[11]. Zusätzlich wurden ɣ-H2AX, ein Histon-Pro-tein, welches bei der Reparatur von DNA-Doppel-strangbrüchen umfangreich anwesend ist [12] undPoly-(ADP-Ribose; PAR), welches als Antwort auf eine DNA-Schädigung gebildet wird [13], bestimmt.

Zusätzlich zur Dokumentation von DNA-Schädenund -Reparatur sollte auch die Hypothese getestetwerden, dass der Folat-Status sich bereits inner-halb von 13 Tagen während eines Sättigungstauch-ganges verändern kann, und dass diese Änderun-gen im Zusammenhang mit seinem oxidativen Potenzial stehen, wenn nämlich die Eisenspeichererhöht sind, also oxidative Schädigungen drohen.

MethodenBei der Mission handelte es sich um einen 13-tägi-gen Sättigungstauchgang, welcher im Mai 2010stattfand. Es nahmen vier männliche Taucher derNASA und zwei männliche Habitat-Techniker teil.

Abb. 1: Die NASA hat in der vergangenen Dekade eineReihe von Extreme Environment Missions Operations(NEEMO) durchgeführt. Dabei sollten verschiedeneAspekte der Raumfahrt simuliert werden. Das Habitat befindet sich auf 19 m Tiefe. Die Versuchspersonen befinden sich eine oder zwei Wochen in der Kammer unter einem Luftdruck von 2,5 bar.

der DNA-Schädigung in peripheren mononuk leären Zellen des Blutes stattfindet; zu einer doppelsträngigenDNA-Schädigung kam es nicht. Darüber hinaus wird der Folat-Status in dieser Umgebung rasch vermindert.Diese Studie liefert Evidenzen, dass der Folat-Bedarf dann zunimmt, wenn die Eisenspeicher des Körpers er-höht sind, und eine DNA-Schädigung repariert wird.

Schlüsselwörter: oxidativer Stress; DNA-Schädigung; Eisenspeicher; Ferritin; Folat

Übersetzung: JD Schipke


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Das Habitat wurde bereits früher ausführlich be-schrieben [3,5]. Alle Teilnehmer mussten mindestens25 Tauchgänge vor dieser Mission nachweisen.

Blutproben wurden zwei Tage vor (= Kontrolle), amTag 7 und am Tag 13 des Tauchganges und nacheiner 17-h-Dekompression entnommen. Aus orga-nisatorischen Gründen wurde eine zweite Blut -probe nach Ende des Tauchganges erst nach 90 Tagen entnommen.

Die Protein-Oxidation wurde über die 3-Nitrotyrosin-Bildung erfasst, welches während oxidativen Stres-ses gebildet wird. Die gesamten Lipid-Per oxideund Malondialdehyd, gut etablierte Assays, um dieLipid-Peroxidation zu erfassen, wurden ebenfallsgemessen [3]. Da der oxidative Stress durch einUngleichgewicht zwischen Oxidantien und Antioxi-dantien zustande kommt, wurden die antioxidativenEnzyme Superoxid-Dismutase (SOD), Glutathion-Peroxidase (GPX) und die Katalase gemessen undmit den durch Biomakromoleküle nachgewiesenenSchädigungen korreliert [3]. PhosphoryliertesHiston, ɣ-H2AX und PAR wurden ebenfalls gemes-sen [12,14]. Die gesamte anti oxidative Kapazität,Glutathion und Selen wurden gemessen, um denantioxidativen Status zu bestimmen [15-17].

Die Blutproben wurden zusätzlich analysiert, um dasEisen und den hämatologischen Status umfangreich

zu evaluieren. Darüberhinaus wurde der Vita-min-Status im Blut be-stimmt. Insbesonderehandelte es sich dabeium Folat in Erythrozytenund im Serum, VitaminB12, Homozystein, Cys-tathionin, 2-Methyl-Zitro-nensäure und Methyl-malonsäure [15-17].

Die statistische Analysewurde mithilfe von SigmaStat durchgeführt. Diffe-renzen wurden bei ei-nem p < 0,05 als signifi-kant betrachtet.

ErgebnisseDie Ergebnisse der zahl-reichen Messungen sindin Tab. 1 zusammenge-stellt. die Plasma-Kata-lase-Aktivität war wäh-rend des Tauchgangesgrößer als vor demTauchgang (= Kontrolle).

Kontrolle Tauchtag 7 Tauchtag 13nach EndeTauchgang

90 Tagenach TG

Superoxid-Dismutase[w.E./g Hämoglobin]

1728 ± 202 1645 ± 70 1218 ± 190 1280 ± 242 1313 ± 115

Glutathion-Peroxidase [w.E./g Hämoglobin]

50 ± 11 50 ± 10 49 ± 11 51 ± 11 59 ± 9

Plasma-Katalase[µmol/min/l]

39 ± 18 51 ± 29 71 ± 10 42 ± 21 48 ± 13

Tab. 1: Variable mit Bezug zur oxidativen Schädigung, Eisenstatus, DNA-Schädigungund Vitamin-Stoffwechsel. Daten sind Mittelwert ± Standardabweichung; n = 6; w.E.: willkürliche Einheiten

Abb. 2: Poly-(ADP-Ribose) (PAR). Die stetige PAR-Zunahme während des gesamten Protokolles spricht füreine DNA-Reparatur.

Abb. 3: Erythropoetin nahm bereits früh während des Tauchganges ab und blieb während des gesamtenTauchganges vermindert.

Kontrolle Tauchtag 7 Tauchtag 13nach EndeTauchgang

90 Tagenach TG

ges. antioxidative Kapazität [µM]

1,7 ± 0,1 1,7 ± 0,1 1,6 ± 0,1 1,6 ± 0,1 1,7 ± 0

ges. Lipidperoxide[w.E./l]

0,4 ± 0,10 0,5 ± 0,16 0,49 ± 0,08 0,44 ± 0,10 0,46 ± 0,08

geschätztes Körper-Eisen [mg/kg]

10 ± 2 12 ± 1 14 ± 1 13 ± 1 8 ± 2

HMGB1 [µg/l] 22 ± 4 25 ± 10 18 ± 5 16 ± 2 17 ± 3

Vitamin B12 [pM] 424 ± 72 494 ± 64 489 ± 82 484 ± 90 452 ± 52

Tab. 2: Serum Variable mit Bezug zur oxidativen Schädigung, Eisenstatus, DNA-Schädigung und Vitamin-Stoffwechsel. Daten sind Mittelwert ± Standardabweichung; n = 6; w.E.: willkürliche Einheiten


15www.gtuem.org

Am Ende des Tauchganges war SOD gegenüberKontrolle vermindert. Nach dem Ende des Tauch-ganges war das Plasma 3-Nitrotyrosin signifikantniedriger als bei Kontrolle. Die Glutathion-Peroxida-se veränderte sich nicht signifikant.

HMGB1 verminderte sich tendenziell zum Ende und nach dem Tauchgang (p = 0,06). PARnahm während des Tauchganges langsam zu undwar unmittelbar nach dem Tauchgang signifikanterhöht (Abb. 2). Gamma-H2AX war zu keinemZeitpunkt während des Tauchganges oder auchunmittelbar vor dem Tauchgang zu detek tieren.

Während des Tauchganges war die Zahl der Leuko-zyten und der Erythrozyten nicht von Kontrollwertenverschieden. Das Gleiche galt für Häma tokrit, Hämoglobin oder die Plättchen. Erythropoetinnahm bereits früh während des Tauchganges abund blieb während des gesamten Tauchgangesvermindert (Abb. 3). Bilirubin und Haptoglobin ten-dierten beide während des Tauchganges zu einemAnstieg (n.s.) Das Serum-Eisen war während desTauchganges erhöht (p < 0,05).

Die gesamte Eisen-Bindungs-Kapazität und dasTransferrin waren am Ende des Tauchganges nied-riger als zu Beginn. Die geschätzten Eisenspeicherim Körper nahmen während des Tauchganges zu(Tab 2).

Die Folat-Konzentra tion in den Erythrozyten hattezum Ende des Tauchganges abgenommen (Abb. 4;oben), aber das Folat im Serum war von der Kontroll-Konzentration nicht signifikant verschie-den. Vitamin B12 war während des Tauchgangesangestiegen. Zystathionin und Homozystein änder-ten sich während des Tauchgangs nicht, aber 2-Methyl-Zitronensäure war während des Tauch-ganges gegenüber Kontrolle erhöht. Folat in denErythrozyten korrelierte umgekehrt mit 2-Methyl-Zitronensäure (Abb. 4, Mitte) und mit Serum-Ferri-tin (Abb. 4, unten).

Diskussionin einer früheren Studie [5] wurden bereits Effektevon Sättigungstauchgängen auf oxidative Schädi-gungen und den Eisen- und Folat-Metabolismuscharakterisiert. Die vorliegende Studie dokumentiertdie Reparatur vorhandener DNA-Schädigungen,wenn man annimmt, dass die stetige Zunahme vonPoly-(ADP-Ribose) (PAR) für eine DNA-Reparaturspricht. Das high-mobility group box 1-Protein(HMGB-1) nahm während des Tauchganges ten-denziell ab, was für eine DNA-Reparatur-Antwortspricht. Gamma-H2AX wird an einem Doppelstrang-Bruch gebildet [20,21]. Unmittelbar nach einemDoppelstrang-Bruch kommt es zu einer starken

Zunahme der ɣ-H2AX-Moleküle in der Nähe derBruchstelle. Weil ɣ-H2AX zu keinem Zeitpunkt die-ser Studie erhöht war, scheint die DNA-Schädi-gung nicht zu Doppelstrangbrüchen zu führen. DieErgebnisse zur Änderung von PAR legen nahe,dass dieser Biomarker eine oxidative Schädigungsensitiv anzeigt.

Im Hinblick auf das Eisen und die hämatologischeAdaptation erweist sich die NEEMO-Umgebungals ein reliables und konsistentes Analogon für Än-derungen der Eisenspeicher. Solche Änderungensind für den Raumflug und den Abstieg aus der Höhe beschrieben [22,23]. Diese Bedingungen

triggern eine Zunahme der Eisenspeicher, und beider Initiierung dieses Prozesses scheint die Ver-minderung von Erythropoetin beteiligt zu sein [24].

Abb. 4: Die Folat-Konzentration in den Erythrozyten warzum Ende des Tauchganges vermindert (oben). DiesesFolat korrelierte umgekehrt mit 2-Methyl-Zitronensäure(Mitte) und mit Serum-Ferritin (unten).


16 www.gtuem.org

Eine solche Verminderung fand auch bei dem hierdurchgeführten Tauchgang statt. Innerhalb vonStunden nach Beendigung des Tauchganges nor-malisierte sich dieses Hormon auf Kontroll-Kon-zentrationen. Eine Verminderung der Erythropoe-tin-Konzentration findet ebenfalls beim Abstieg ausder Höhe [23] und bei der Raumfahrt [23] statt.Neozytolyse und eine umfangreich erhöhte Eisen-Verfügbarkeit sind ebenfalls Hinweise auf physiolo-gische Stressoren [24]. In der vorliegenden Studienahmen das Serum-Eisen während des Tauchgan-ges ebenso zu wie das Serum-Ferritin. Ähnlich zuden vorliegenden Ergebnissen fanden Rice undMitarbeiter keine Veränderung des Haptoglobinsbeim Abstieg aus der Höhe [22]. Aber es ergabensich erhöhte Eisenspeicher im Organismus, ver-mindertes Erythropoetin und eine verminderte Ery-throzytenmasse.

Weil Erythrozyten im Durchschnitt 120 Tage über-leben, wird Folat in den Erythrozyten als ein stabi-ler Langzeit-Indikator des Folat-Status betrachtet.Im Gegensatz zum Serum-Folat reflektiert es nichteine zurückliegende Folataufnahme. Daher ist dierasche Abnahme des Erythrozyten-Folat in dieserStudie nicht mit der veränderten Diät zu begrün-den. In der vorliegenden Studie war die Abnahmedes Erythrozyten-Folat bei allen Teilnehmern signifikant. Eine Erklärung für diesen Befund magsein, dass Folat als ein Antioxidans in dieser oxida-tiven Umgebung agiert und damit der Folatbedarfansteigt. Eine Reihe von in vitro-Studien zeigte,dass eine reduzierte Folatform ebenfalls als Anti -oxidans wirken kann [25-28]. Eine weitere Erklä-rung wäre, dass die erhöhte Ferritin-Konzentrationdirekt den Folat-Umsatz katalysiert. In vitro-Studien weisen nach, dass die schwere Kette des Ferritin Folat katabolysieren kann [29]. DieseVermutung wird von dieser Studie unterstützt, da der Folat-Status negativ mit dem Ferritin derkorrelierte. Interessanterweise und parallel zu denhiesigen Befunden steigt Ferritin während undnach einem Raumflug an, und der Folat-Status ist nach einem lange andauernden Raumflug ver-mindert [30].

Es war erwartet worden, dass das Homozysteinwährend des Tauchganges zunehmen würde,denn eine solche Zunahme war in vorhergehendenNEEMO-Missionen beobachtet worden. Währenddes Tauchganges war die 2-Methyl-Zitronensäure[31] erhöht, und diese Säure ist üblicherweise wäh-rend eines B12-Mangels erhöht. Ein Vitamin B12-Mangel wurde in dieser Studie nicht beobachtet,aber ein unterschiedliches Muster bei der Diät oderunbekannte Umgebungs-Faktoren könnten denPfad in Richtung Transsulfurierung anstelle einerRemethylierung verschoben haben.

Diese Studie liefert Evidenzen dafür, dass der Folat-Bedarf von Personen mit anhaltenden Ferritin-Anstiegen erhöht sein kann. Die Studie zeigt gleicher-maßen, dass viele Marker für eine oxidative Schädi-gung bereits zum Ende des Tauchganges normali-siert waren. Alternativ könnten sie nicht stabil odernicht sensitiv genug sein, um als reliable Markerverwendet zu werden. Einige Marker jedoch bliebennach 13 Tauchtagen gegenüber Kontrolle verändertund könnten daher als Biomarker verwendet werden,um Maßnahmen zur Abschwächung der oxidativenSchädigung zu überwachen und zu testen. NEEMOist ein hervorragendes Modell, um Änderungendes Eisen-Metabolismus und der oxidativen Schä-digungen zu studieren. Ein verbessertes Wissenwäre für zukünftige Raummissionen wichtig, beidenen die Mannschaft über längere Perioden oderhäufiger einer Hyperoxie ausgesetzt sind.

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KorrespondenzadresseDr. Sara R [email protected]


18 www.gtuem.org

HBO-Therapie induziert späte Neuroplastizität bei Patienten nach Schlaganfall – eine randomisierte, prospektive Studie –

Hintergrund. Die Erholung nach einem Schlaganfall korreliert mit nicht-aktiven (stunned) Hirn-Regionen, wel-che über Jahre bestehen können. In der vorliegenden Studie sollte untersucht werden, ob durch eine Vermeh-rung des gelösten Sauerstoffes durch die Hyperbare Sauerstofftherapie die Neuroplastizität von Patienten mitchronischen, neurologischen Defiziten nach Schlaganfall aktiviert werden kann.

Methoden und Resultate. Eine prospektive, randomisierte, kontrollierte Studie an 74 Patienten (15 wurdenausgeschlossen). Alle Teilnehmer erlitten 6 bis 36 Mo-nate vor Studieneinschluss einen Schlaganfall und hatten mindestens eine dysfunktionelle Motorik. NachEinschluss wurden die Patienten randomisiert einer’Behandlungs-’ oder einer ’Kreuz’-Gruppe zugeordnet.Die Hirnaktivität wurde durch die SPECT-Bildgebungerfasst. Die neurologischen Funktionen wurden mit Hilfevon NIHSS, ADL und die Lebensqualität abgeschätzt.

S Efrati, G Fishlev, Y Bechor, O Volkov, J Bergan, K Kliakhandler, I Kamiager, N Gal, M Friedman, E Ben-Jacob H GolanPLoS ONE 2013;8(1):e53716. doi: 10.1371/journal.pone.0053716

CAISSON 2013;28(3):18-25

HBO-Therapie

Hyperbaric oxygen induces late neuroplasticity in post stroke patients –randomized, prospective trial

S Efrati1,2,3, G Fishlev1, Y Bechor1, O Volkov3,4, J Bergan1, K Kliakhandler5, I Kamiager3,6, N Gal1, M Friedman1, E Ben-Jacob3,5,7, H Golan4

1The Institute of Hyperbaric Medicine, and 2Research and Development Unit, Assaf Harofeh Medical Center, Zerifin, Israel

3Sackler School of Medicine, Tel-Aviv University, Tel-Aviv, Israel4Nuclear Medicine Institute, Assaf Harofeh Medical Center, Zerifin, Israel

5School of Physics and Astronomy, The Raymond and Beverly Sackler Faculty of Exact Sciences, Tel-Aviv University, Tel-Aviv, Israel 6Neurology Department, Assaf Harofeh Medical Center, Zerifin, Israel

7Center for Theoretical Biological Physics, Rice University, Houston, Texas, United States of America

Background: Recovery after stroke correlates with non-active (stunned) brain regions, which may persistfor years. The current study aimed to evaluate whether increasing the level of dissolved oxygen by Hyper-baric Oxygen Therapy (HBOT) could activate neuroplasticity in patients with chronic neurologic deficienciesdue to stroke.

Methods and findings: A prospective, randomized, controlled trial including 74 patients (15 were excluded).All participants suffered a stroke 6-36 months prior to inclusion and had at least one motor dysfunction. After inclusion, patients were randomly assigned to "treated" or "cross" groups. Brain activity was assessedby SPECT imaging; neurologic functions were evaluated by NIHSS, ADL, and life quality. Patients in thetreated group were evaluated twice: at baseline and after 40 HBOT sessions. Patients in the cross groupwere evaluated three times: at baseline, after a 2-month control period of no treatment, and after sub -sequent 2-months of 40 HBOT sessions. HBOT protocol: Two months of 40 sessions (5 days/week), 90 mi-nutes each, 100% oxygen at 2 ATA. We found that the neurological functions and life quality of all patientsin both groups were significantly improved following the HBOT sessions while no improvement was foundduring the control period of the patients in the cross group. Results of SPECT imaging were well correlatedwith clinical improvement. Elevated brain activity was detected mostly in regions of live cells (as confirmedby CT) with low activity (based on SPECT) - regions of noticeable discrepancy between anatomy and phy-siology.

Conclusions: The results indicate that HBOT can lead to significant neurological improvements in post stroke patients even at chronic late stages. The observed clinical improvements imply that neuroplasticitycan still be activated long after damage onset in regions where there is a brain SPECT/CT (anatomy/physiology) mismatch.

Keywords: HBO-therapy; neuroplasticity; stroke; patients


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Die Patienten der ‘Behandlungs’-Gruppe wurden zweimal untersucht: vor Beginn der Studie und nach 40 HBOT-Sitzungen. Die Patienten der ‘Kreuz’-Gruppe wurden dreimal untersucht: vor Beginn der Studie, nach einerzweimonatigen Kontroll-Zeit (keine Therapie) und nach weiteren zwei Monaten mit 40 HBOT-Sitzungen.HBOT-Protokoll: zwei Monate mit 40 Sitzungen (5 Tage / Woche), 90 min bei 100 % Sauerstoff unter 2 bar.Die neurologischen Funktionen und die Lebensqualität bei allen Patienten war nach den HBOT-Sitzungendeutlich verbessert, während es bei den Patienten der ‘Kreuz’-Gruppe nach der zweimonatigen Kontrolle zu keiner Verbesserung gekommen war. Die Ergebnisse der SPECT-Bildgebung korrelierten gut mit der klinischen Verbesserung. Eine erhöhte Hirnaktivität wurde überwiegend in Regionen mit lebenden Zellen (Bestätigung durch CT) und mit niedriger Aktivität (Bestätigung durch SPECT) gefunden – für diese Regionenbestand eine bemerkenswerte Diskrepanz zwischen Anatomie und Physiologie.

Schlussfolgerungen. Die Ergebnisse legen nahe, dass die HBOT selbst dann zu einer deutlichen neurolo-gischen Verbesserung bei Patienten nach Schlaganfall führen kann, wenn die Therapie relativ spät erfolgt. Diebeobachteten klinischen Verbesserungen implizieren, dass die Neuroplastizität selbst lange nach dem Scha-den aktiviert werden kann und zwar in Regionen, bei denen ein SPECT/CT- (Anatomie/Physiologie) Miss-match besteht.

Schlüsselwörter: HBO-Therapie; Neuroplastizität, Schlaganfall, PatientenÜbersetzung: JD Schipke

EinleitungIntensive funktionelle Therapie und Rehabilitation-Programme für Patienten nach Schlaganfall sindfür die Maximierung der Lebensqualität der Patien-ten essenziell [1,2]. Unglücklicherweise sind dieseProgramme häufig nur in Grenzen erfolgreich, undzusätzliche therapeutische Maßnahmen in Richtungauf die metabolische Erholung des betroffenen Gewebes sind nötig. Während eine ganze Reihevon vorklinischen Studien die hyperbare Sauer-stoff-Therapie (HBOT) für Patienten nach Schlag-anfall nahelegt, gibt es bisher lediglich fünf kon -trollierte, klinischen Studien über die HBOT beiSchlaganfall-Patienten. In diesen Studien wurdemit der Therapie in der frühen/akuten Phase unmit-telbar nach dem Schlaganfall begonnen. Die Er-gebnisse waren nicht konklusiv und sogar etwaswidersprüchlich [3,4,5,6,7]. Im Gegensatz dazu lie-ferte eine neuere Phase-I-Studie, bei welcher dieEffekte der HBOT bei chronischen, neurologischenDefiziten (traumatische Hirnschäden) untersuchtwurden, vielversprechende Ergebnisse [8]. Bisheute sind die Effekte der HBOT auf neurologischeDefizite in Folge von Schlaganfällen in einem spät-chronischen Stadium nicht in einer prospektiven,randomisierten Studie untersucht worden.

Die klinische Erfahrung spricht dafür, dass eineumfangreiche, spontane Erholung von einemSchlaganfall im wesentlichen innerhalb der ersten30 Tage geschieht. Dennoch verbessern sich Über-lebende nach einem moderaten oder schwerenSchlaganfall auch noch über mindestens 90 Tage[9]. Der größte Umfang der Erholung betrifft Hirn -regionen, welche zwar dysfunktionell aber nicht tot sind [10]. Umfangreiche Daten zu diesen nicht-aktiven (stunned) Bereichen sprechen dafür, dassdiese Regionen über Monate und sogar Jahrenach der Schädigung zwar vital sind aber dysfunk-

tionell sein können [11,12,13]. Es wurde diskutiert,dass das Sauerstoffangebot an diese unter-aktivenNeurone niedrig ist, weil der Schlaganfall die Blut-gefäße in diesen Regionen geschädigt hatte. Hier-durch kam es zu einem Sauerstoffmangel, anaer-oben Metabolismus und einer ATP-Verarmung[14,15]. Der verminderte Sauerstoff-Level ist nichtnur für die verminderte, neuronale Aktivität zustän-dig sondern verhindert auch eine Angiogenese,welche die durch den Schlaganfall geschädigtenBlutgefäße ersetzen könnte. Weil 1 cm³ normalesHirngewebe ungefähr 1 km Blutgefäße enthält, istein hohes O2-Angebot für die Reparatur der ge-stunnten Bereiche essenziell. Nach früheren Studienliefert die Zunahme von gelöstem Sauerstoff tatsächlich eine Reihe von günstigen Effekten fürdas geschädigte Hirngewebe [13,16,17,18,19,20].Die Mitochondrien der Gliazellen benötigen vielSauerstoff. Er wird mit den Erythrozyten antrans-portiert, gelangt ins Plasma und danach über Diffu-sion durch die Blut-Hirn-Schranke. Das Atmen vonSauerstoff unter hyperbaren Bedingungen ist einepotente Möglichkeit, die arterielle O2-Spannungund damit auch die O2-Spannung im Hirn zu erhö-hen [20,21,22]. So steigt zum Beispiel bei einemDruck von 2 bar der pO2 über 1.110 mmHg. Mankann daher vernünftigerweise erwarten, dass dieHBOT eine effiziente (und klinisch durchführbare)Methode zur Erhöhung der Gewebe/zellulären Oxi-genation ist und dadurch effizient die Neuroplasti-zität von chronisch nicht-aktiven Bereichen auslö-sen kann, auch in einem Stadium lange nachSchlaganfall.

Eine Reihe von physiologischen Pfaden, jeder zueiner unterschiedlichen, charakteristischen Zeit,werden nach Beginn des Schlaganfalles spontanaktiviert. Daher ist wichtig, mit welcher Verzöge-rung nach dem Schlaganfall die HBOT einsetzen


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soll, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Essollte auch daran gedacht werden, dass Signaleund chemische Reize, welche mit dem Zellunter-gang während der akuten Phase des Schlagan -falles anfallen, möglicherweise eine Reparaturwährend der Erholung fördern könnten [23]. Eineverfrühte Applikation der HBOT könnte also nega-tive Auswirkungen haben.

Im Unterschied zu vorklinischen tierexperimentellenStudien kann in der klinischen Praxis nicht mit derHBOT unmittelbar zu Beginn des Schlaganfallesbegonnen werden, denn damit könnte die HBOTentweder in der degenerativen oder in der regene-rativen Phase beginnen. Es lässt sich vorstellen,dass eine während der degenerativen Phase zugeführte Energie die unerwünschte Schädigungnach dem Schlaganfall weiter verstärken könnte.Andererseits könnte eineverbesserte O2-Versorgungin der regenerativen Phaseden Energiebedarf für denReparaturprozess verbes-sern. Es spricht einiges da-für, dass die unterschied -lichen Start zeiten der HBO-Therapie nach dem Schlag-anfall in früheren Studiender Grund für die wider-sprüchlich Ergebnisse seinkönnen, wenn nämlich dieHBOT im akuten Schlagan-fall-Sta dium eingesetztwurde [3-7].

Es war das Ziel der vorlie-genden Studie, die Effekteder HBOT in einem spätenStadium nach akutemSchlaganfall zu evaluieren.

MethodikDieser Teil der Publikationist recht umfangreich. Nebender neurologischen Bewer-tung und der Bewertungder Lebensqualität werdendie funktionellen bildgeben-den Verfahren (SPECT)sehr detailliert beschrieben.

Für den Übersetzer schiendie Randomisierung dereingeschlossenen Patien-ten besonders interessant.Dieser Aspekt soll daherkurz beschrieben werden(Abb. 1).

Die eingeschlossenen 74 Patienten hatten alle vorlängerer Zeit (6 bis 36 Monate) einen Schlaganfallerlitten. 37 Patienten wurden einer ‘Behandlungs’-Gruppe, und die 37 anderen Patienten wurden einer ‘Kreuz’-Gruppe randomisiert zugeordnet.Nach dem Ausschluss einiger Patienten erfolgtefür alle Patienten eine neurologische Bewertung.Danach begann bei der Behandlungs-Gruppe einezweimonatige HBOT, nach welcher eine zweiteneurologische Bewertung erfolgte. In diesen zweiMonaten wurden die Patienten der ‘Kreuz’-Gruppenicht behandelt.

Dennoch erfolgte bei diesen ebenfalls eine zweiteneurologische Bewertung. Danach wurden diesePatienten ebenfalls über zwei Monate der HBO-Therapie zugeführt. Danach erfolgte für diese Patienten eine dritte neurologische Bewertung.

Abb. 1: Sudiendesign. Je 37 Patienten wurden der Behandlungs-Gruppe und derKreuz-Gruppe zugeordnet. Insgesamt wurden 12 Patienten aus verschiedenen Gründenvon der Teilnahme ausgeschlossen. Nach einer ersten Untersuchung erfolgte in der Behandlungs-Gruppe eine zweimonatige HBO-Therapie. Diese Zeit bedeutete für dieKreuz-Gruppe eine Kontrollperiode. Am Ende dieser Periode begann für die Kreuz-Gruppen-Patienten ebenfalls eine zweimonatige HBO-Therapie.


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Abb. 2: Neurologische Bewertung mit Hilfe der Schlaganfall-Skala des NIH (NIHSS; obere Reihe). Links oben: NIHSSder ’Behandlungs’-Gruppe vor und nach der HBOT; Mitte oben: NIHSS der ’Kreuz’-Gruppe vor und nach der zweimonati-gen Kontroll-Periode (=keine Therapie); rechts oben: NIHSS der ’Kreuz’-Gruppe nach der zweimonatigen HBO-Therapie. Untere Reihe: gleiche Einteilung wie in der oberen Reihe. Dargestellt sind hier die Aktivitäten des täglichen Lebens (ADL).Die durchgehenden Linien sind keine Regressionsgeraden sondern lediglich Diagonalen.

Behandlungs-Gruppe Kreuz-Gruppe

Studienbeginn nach HBOT Studienbeginn Kontroll-Periode nach HBOT

NIHSS 8,53 ± 3,62 5,52 ± 3,59 8,71 ± 4,11 8,34 ± 4,25 5,85 ± 3,44

ADL 16,1 ± 6,52 12,77 ± 7,26 17,38 ± 9,49 17,45 ± 9,53 13,82 ± 8,75

EQ-5D 9,3 ± 1,36 7,67 ± 1,33 8,78 ± 1,55 8,64 ± 1,69 7,57 ± 1,51

EQ-VAS 4,93 ± 1,62 6,45 ± 1,50 5,14 ± 2,25 5,34 ± 2,27 6,79 ± 1,85

Tab. 1: Zusammenstellung der Ergebnisse der NIH-Schlaganfall-Skala, der Aktivität im täglichen Leben und von Frage-bögen zur Lebensqualität. Angaben sind Mittelwerte ± Standardabweichung.

Die neurologischen Funktionen wurden erfasst mitHilfe der Schlaganfall-Skala des NIH (NIHSS)[24,25], mit Hilfe der Fähigkeit, Aktivitäten des täg-lichen Lebens auszuüben (ADL) [26] und mit Hilfedes Hirn-Metabolismus (SPECT). Ein zweiter End-punkt in dieser Studie war die Lebensqualität.

ErgebnisseDie Studie mit 74 Patienten wurde zwischen August 2008 und Oktober 2010 durchgeführt. Sieben Patienten der ‘Behandlungs’-Gruppe undacht Patienten der ‘Kreuz’-Gruppe wurden von derStudie ausgeschlossen. 18 Patienten beteiligtensich nicht am SPECT, drei Patienten hatten keinemessbaren Paresen, ein Patient hatte ein medi -zinisches Problem, ein Patient hatte einen Schlag -

anfall während der Kontroll-Periode und zwei Patienten weigerten sich, mit dem Rauchen auf -zuhören.

Der Vergleich der beiden Gruppen ergab sowohlfür die demographischen Größen als auch für dieMedikamenteneinnahme keine signifikanten Unter-schiede.

Die Abb. 2 zeigt die Ergebnisse der neurologischenBewertung der HBO-Therapie.

Die Abb. 3 zeigt Ergebnisse für einen Patienten der ‘Kreuz’-Gruppe, welcher an einer linken Hemi-parese als Folge eines ein Jahr zurückliegendenischämischen Schlaganfalles litt.


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Abb. 3: Patient aus der ’Kreuz’-Gruppe. Der Patient wurde ein Jahr nach einem ischämischen Schlaganfall in die Studieeingeschlossen. Er litt unter einer linksseitigen Hemiparese. Die Hirndurchblutung zu Beginn der Studie (oben links) undnach der zweimonatigen Kontrollperiode (oben Mitte) zeigen eine diffuse Hypoperfusion, welche u.a. die rechte medianeparietale and posterior parietale Region einschließt (sensorischer Cortex und assozierter Motor-Cortex; Kreise). SPECTzeigt am Ende der HBOT (oben rechts) das Verschwinden der Perfusionsdefizite, welche auch nach der zweimonatigenKontroll-Periode noch vorhanden waren. Die Untersuchungszeitpunkte in der unteren Reihe und in der oberen Reihesind identisch. Hier ist eine deutliche Verbesserung der Durchblutung der Basalganglien und der thalamischen Kerne zuerkennen.

In Tab. 1 sind die Ergebnisse der Bewertung derSchlaganfallskala (NIHSS), der Aktivitäten des täg-lichen Lebens (ADL) und der Fragebögen (EQ-5Dund EQ-VAS) zur Lebensqualität numerisch zu-sammengestellt.

DiskussionIn der vorliegenden Studie wurde der Einfluss derHBOT auf chronische, neurologische Defizite alsFolge eines Schlaganfalles evaluiert. In dieser pro-spektiven, randomisierten, kontrollierten Studie er-gaben sich statistisch signifikante Verbesserungenals Folge der Behandlung bei nahezu allen Patien-ten beider Gruppen. Die Verbesserungen wurdendurch die Schlaganfallskala des NIH, die Aktivitätendes täglichen Lebens (ADL), die Lebensqualitätund gleichzeitig mit Hilfe von SPECT erfasst. Die Bedeutung der Verbesserung dieser chronischbeeinträchtigten Population von Patienten ist besonders dann bemerkenswert, wenn man sie mitdem Ausbleiben einer (spontanen) Verbesserungwährend der Kontrollperiode (= keine Therapie) beider ‘Kreuz’-Gruppe vergleicht.

In dieser klinischen Studie wird der Einfluss derHBOT in einem späten Stadium nach Schlaganfall(sechs Monate bis drei Jahre nach dem akutenGeschehen) bewertet. Es gab zwei Gründe für dieAuswahl dieser Studienpopulation. (1) durch die

sorgfältige Auswahl von Patienten mit chronischstabilen neurologischen Defiziten war es möglich,unerwartete Veränderungen des Zustandes zu ver-meiden. In dieser Hinsicht erwies sich diese Auswahlsehr nützlich, denn in der ‘Kreuz’-Gruppe ergabsich eine neurologische Stabilität ohne Ausfälle. (2)Es bestand die Vorstellung, dass die optimale Zeitfür die HBOT während der regenerativen und nichtwährend der degenerativen Phase liegen sollte.Während es nicht möglich ist, eine klare Linie zwi-schen der regenerativen der degenera tiven Phasezu ziehen [23], scheint vollkommen klar, dass sechsMonate nach dem akuten Ereignis der degenera -tive Prozess bei einem stabilen Patient beendet ist.Wie bereits in der Einleitung erwähnt, lassen sichmöglicherweise widersprüchliche Befunde über einen unterschiedlichen HBOT-Beginn und überunterschiedliche HBOT-Protokolle bei früherenStudien erklären, bei welchen die HBOT in einemfrühen Stadium nach Schlaganfall eingesetzt wurde[3-7]. In einer jüngeren Publika tion wurde ebenfallsder Effekt der HBOT auf chronische neurologischeDefizite bei Patienten mit traumatischen Hirnschä-digungen untersucht. Diese Studie unterstütztebenfalls die Verwendung der HBOT in einem spä-ten Stadium nach akutem Schaden [8].

Der Aspekt, wie soll die ‘Kreuz’-Gruppe behandeltwerden, wurde von einem multidisziplinären Team


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diskutiert, zu welchem sowohl Ärzte mit Spezia -lisierung in der hyperbaren-Medizin, als auch Phy-siker mit Spezialisierung im Bereich der Neuron-Glia-Interaktion und die Ethik-Kommission gehör-ten. Es war das Ergebnis der Diskussionen, diesePatienten nicht zu behandeln, weil letztlich eine‘Placebo’-Behandlung in der Druckkammer mit einem erhöhten pO2 hätte durchgeführt werdenmüssen.

Die Korrelation zwischen der Verbesserung vonNIHSS und ADL mit den verbesserten SPECT-Er-gebnissen, welche vollkommen verblindet erhobenwurden, unterstützt die klinischen Befunde eben-so, wie die Konsistenz zwischen der anatomischenLokalisierung der Änderungen im Hirnstoffwechsel(SPECT) und den neurologischen Befunden.

Fast während des gesamten 20. Jahrhunderts fandeine Debatte darüber statt, in welchem Zeitfensterdie Neuroplastizität induziert werden sollte. Die fürdas chronisch späte Stadium in dieser Studie gefundenen Verbesserungen unterstützen die Ansicht, dass die Neuroplastizität Monate und Jahrenach dem akuten Ereignis aktiviert werden kann,wenn eine geeignete Hirnstimulation eingesetztwird – so wie z.B. die HBOT. Die vorliegende Stu-die umfasst Patienten, welche einen Schlaganfallmehr als sechs Monate vor Therapiebeginn erlittenhatten, und bei denen sich der Zustand stabilisierthatte (über mindestens einen Monat wurde keineVerbesserung festgestellt). Diese wichtigen undunerwarteten Befunde befinden sich in guter Übereinstimmung mit neueren, nach welchen vieleAspekte des Gehirns sogar beim Erwachsenenelastisch bleiben [38]. Die vorliegenden Ergebnis-se sind ebenfalls konsistent mit einer Reihe vonanderen Studien an Patienten nach Schlaganfall[39-41]. In der vorliegenden Studie wurden die Patienten ausschließlich mit der HBOT behandelt,also ohne zusätzliches angeleitetes Trainingund/oder Verhalten. Dieses Vorgehen wurde ge-wählt, um das therapeutische Potenzial diesesVerfahrens zu demonstrieren. Es ist anzunehmen,dass die HBOT zusammen mit anderen Rehabilita-tions-Maßnahmen sogar zu besseren Ergebnissenführen kann. Die vorliegende Studie ebnet denWeg für zukünftige Untersuchungen in dieser viel-versprechenden Richtung.

Die gegenwärtigen Bild-gebenden Verfahren zei-gen, dass gestunnte Gehirn-Areale (Bereiche mitgroßem anatomisch-physiologischen Missmatch)über Monate und Jahre nach einem akuten Ge-schehen existieren können [11-13]. Die Änderun-gen in den SPECT-Bildern nach der Behandlungweisen nach, dass die HBOT zu einer Reaktivie-rung der Neuroplastizität im gestunnten Bereich

führen kann. Während die SPECT-Bildgebung nureine begrenzte räumliche Auflösung hat (z.B. imVergleich zu fMRI) waren die Veränderung der Ak-tivität umfangreich genug, um mit SPECT-Bildernerfasst werden zu können. Möglicherweise könnenzukünftige Studien unter der Verwendung der fMRIzusätzliche und wertvolle Einsichten liefern, insbe-sondere im Hinblick auf die zugrundeliegendenMechanismen, welche die Neuroplastizität aktivie-ren (z.B. die möglich Rolle von Glia-Zellen).

Es wird darauf hingewiesen, dass die Patientennicht auf der Basis ihrer anatomisch und funktio-nellen Hirn-Bilder ausgewählt wurden. Es wäre daher möglich, dass die Ergebnisse sogar nochbesser wären, wenn Patienten mit einem beson-ders hohen SPECT/CT-Missmatch eingeschlossenworden wären. Es wird ferner darauf hingewiesen,dass in der vorliegenden Studie mit dem Ziel ‘proof of concept’ alle Patienten mit 40 HBOT-Sit-zungen behandelt worden. Aufgrund unserer klini-schen Erfahrung mag es sein, dass mehr Sitzun-gen zumindest für einige Patienten notwendig sind,um eine maximale Verbesserung erreichen.

Die beobachtete Reaktivierung der neuronalen Aktivität im gestunnten Areal legt nahe, dass dieErhöhung der O2-Konzentration im Plasma mittelsder Hyperbaren Oxigenation eine potente Methodeist, um dem Gehirn ausreichend Sauerstoff für dieGewebereparatur zu liefern: die HBOT könnte zelluläre und vaskuläre Reparatur-Mechanismeninitiieren und die zerebrale Durchblutung verbes-sern [8,13,16,10]. Auf zellulärem Level könnte dieHBOT

■ die mitochondriale Funktion (Neuronen undGlia-Zellen) und den zellulären Metabolismusverbessern,

■ die Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke undinflammatorische Reaktionen verbessern,

■ die Apoptose vermindern,■ den oxidativen Stress senken, ■ den Level von Neurotrophinen und von Stick -

stoffmonoxid erhöhen und ■ Lenkungsmoleküle regulieren [13,16,17,20].

Darüber hinaus könnten die Effekte der HBOT aufNeuronen indirekt durch Glia-Zellen, inkl. Astrozy-ten, mediiert werden [18]. Die HBOT könnte eben-falls die Neurogenese von endogenen, neuronalenStammzellen begünstigen [19]. Eine wesentlicheEinschränkung der oben genannten Daten bestehtdarin, dass sie an unterschiedlichen experimentel-len Modellen und mit unterschiedlichen HBOT-Pro-tokollen getestet wurden. Andererseits wird daraufhingewiesen, dass es ein gemeinsamen Nennerfür alle Reparatur/Regenerations-Mechanismen


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gibt: Sie sind alle Energie-/Sauerstoff-abhängig.Es kann durchaus sein, dass die HBOT die metabolischen Veränderungen lediglich dadurchermöglicht, dass sie die fehlende Energie (= Sauer -stoff) liefert, welcher für die regenerativen Prozessebenötigt wird.

SchlussfolgerungIn dieser Studie wird das erste Mal überzeugenddemonstriert, dass die HBOT bedeutsame neurolo-gische Verbesserungen bei Patienten nachSchlaganfall erzielen kann. Die neurologischenVerbesserungen in einem chronisch späten Stadiumzeigen, dass die Neuroplastizität wirksam ist unddurch die HBOT aktiviert werden kann; sogar spätnach einem akuten Hirn-Schaden. Daher habendiese Befunde wichtige Implikationen, welche vonallgemeiner Relevanz und Interesse innerhalb derNeurobiologie sein sollten. Obwohl diese StudieSchlaganfall-Patienten betrachtet, könnten die Befunde versprechen, dass die HBOT ein wertvolles,therapeutisches Verfahren bei anderen neurolo -gischen Schäden werden kann, bei welchen Dis-krepanzen zwischen Anatomie und Funktion desGehirns vorliegen.

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KorrespondenzadresseDr. Shai EfratiThe Institute of Hyperbaric MedicineZerifin, [email protected]


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Wer sich für das Meer und seine Bewohner inte-ressiert, kommt vermutlich kaum an Jacques-YvesCousteau mit seinem abendfüllenden Unterwas-serfilm ‘Die schweigende Welt’ vorbei, der ab 1956das Meer in die Wohnzimmer brachte. Wer jedochim Meer unterwegs war, der weiß auch, dass derTitel die Situation im Meer nicht im Geringsten be-schreibt. Neben den Geräuschen, die Wind, Wel-len, Strömungen etc. verursachen, grunzen, knal-len, quieken, trommeln oder erzeugen viele Lebe-wesen im Meer anderweitigen Schall.

Durch die häufig schlechten Sichtverhältnisse imMeer ist das Gehör der wichtigste Sinn für vieleMeeresorganismen. Schall wird im Wasser sehrweit und mehr als viermal schneller als in Lufttransportiert und eignet sich daher gut zur Infor -mationsübertragung. Mit Hilfe akustischer Informa-tionen erhalten Tiere ein Bild ihrer Umgebung z.B.Küstenlinien, Hindernisse oder Riffe. Aber auchvon anderen Tieren in der Umgebung. So könnenRäuber durch ihre Schwimmbewegungen wahr -genommen oder geeignete Beute anhand von Geräuschen identifiziert werden. Andererseits istdie Kommunikation zwischen Artgenossen weitverbreitet und dient u.a. der Partnersuche oder derTerritorialabgrenzung. Eins der bekanntesten Beispiele für UW-Kommunikation sind die Gesängeder Wale, die über hunderte von Kilometern wahr-genommen werden können. Aber auch kleinereTiere, wie die in vielen tropischen Gebieten behei-mateten Krötenfische oder Knallkrebse, produ -zieren zu bestimmten Jahreszeiten lautstarke‘Konzerte’, die sogar oberhalb der Wasserober -fläche wahrnehmbar sind.

Kommunikation und Orientierung kann durch Lärmim Meer behindert werden. Als Lärm wird dabeivom Empfänger ungewollter Schall bezeichnet, dersowohl bei natürlichen Prozessen wie z.B. Wellen-bewegungen und Regen, als auch bei vielenmenschlichen Aktivitäten im Meer entsteht. Wäh-rend Meeresorganismen an natürliche Lärmquellenangepasst sind, stellt die deutliche Zunahme vondurch Menschen verursachtem (anthropo genem)Lärm ein ernstes Problem für viele Meeresbewoh-ner dar. Wesentliche anthropogene Schallquellensind der Schiffsverkehr, industrielle Aktivitäten

(z.B. die Förderung vonÖl), seismische Untersu-chungen und in den letz-ten Jahren zunehmendRammarbeiten, wie sieüberwiegend beim Bauvon Offshore-Windparkseingesetzt werden.

Dabei reichen die Aus -wirkungen des Lärms von Störung, Verlust desLebensraumes, Stress re -ak tionen, Verhaltensänderungen bis hin zu physio-logischen Schäden u.a. an Gehör und luftgefülltenOrganen, was bis zum Tod der Tiere führen kann.

Deshalb schließt die Europäische Meeresstrate-gie-Rahmenrichtlinie (MSRL) UW-Schall in diequalitativen Deskriptoren zur Festlegung des gutenUmweltzustandes des Meeres ein. Deskriptor 11besagt: ‘Die Einleitung von Energie, einschließlichUW-Lärm, bewegt sich in einem Rahmen, der sichnicht nachteilig auf die Meeresumwelt auswirkt.’ In welchem Umfang und in welcher Weise sichUW-Schall auf das Leben und Überleben von UW-Tieren auswirkt, ist in großen Teilen jedoch nochvöllig unerforscht. Auch wenn die Forschung zudiesem Thema in den letzten Jahrzehnten deutlichintensiviert wurde, ist das Wissen über das Gehörvieler Meerestiere und deren Reaktion auf Schallsehr begrenzt.

Der folgende Artikel soll eine kurze Einführung zuUrsachen und Wirkungen von UW-Schall auf ver-schiedene Meeres-Bewohner geben.

Luftschall ist nicht gleich UnterwasserschallLuft- und Unterwasserschall lassen sich nicht direkt miteinander vergleichen. Deshalb ist dieSchallintensität ein geeigneteres Maß. Weil bei derBewertung von Schall gewöhnlich der Schalldruck-pegel in der logarithmischen Einheit Dezibel ange-geben wird, muss zum Vergleich von Luft- undWasserschall eine Umrechnung erfolgen. Das Ver-hältnis der Schalldruckpegel P bei gleicher einge-brachter Schallenergie in Wasser und Luft ergibtsich aus der akustischen Impedanz Z der Flüssig-keiten:

Christina Müller-Blenkle

CAISSON 2013;28(3):26-30

Umwelt

Meeresbewohner kämpfen mit zunehmender Verlärmung

Christina Müller-Blenkle

C Müller-Blenkle


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Die akustische Impedanz lässt sich aus der Dichteund der Schallgeschwindigkeit des Mediums ermit-teln. Für das Verhältnis der Schalldruckpegel gilt:

Durch Umrechnung in Dezibel ergibt sich zwischenWasser und Luft eine Schalldruckdifferenz von 20 log 59,1 = 35,43 dB. Zusätzlich zu dieser Diffe-renz werden bei der Berechnung von Luft- undWasserschall unterschiedliche Referenzwerte genutzt. So wird Luftschall gewöhnlich in dB re 20 µPa angegeben, während bei UW-Schall 1 µPaals Referenzgröße dient, was zu einem etwa 26 dBhöheren Wert in Wasser führt. Werden die Im pe danz -unterschiede und die verschiedenen Referenz -werte berücksichtigt, ergibt sich zwischen Wasser-und Luftschall eine Differenz von ca. 61 dB, d.h.ein Schalldruckpegel von 100 dB re 20 µPa in Luftentspräche etwa 161 dB re 1 µPa in Wasser.

Anthropogene Schallquellen im MeerMenschen verursachen im Meer sowohl gewolltenSchall (z.B. Sonar und seismische Signale zur Untersuchung der Umgebung) als auch ungewoll-ten Schall (z.B. beim Betrieb von Schiffen oder Ölplattformen) (Abb. 1). Die Größe des durch eine Schallquelle beeinträchtigten Bereiches hängtvon der Schallfrequenz ab. Der Bereich kann wegender guten Schallleitfähigkeit des Wassers sehrgroß sein. Das gilt besonders für tiefe Frequenzen.Anthropogener Schall wird von tiefen Frequenzen<500 Hz dominiert, enthält aber auch hochfrequenteAnteile, die z.B. beim Einsatz von Sonar entste-hen. In den letzten 50 Jahren wurde ein Anstiegvon 10-12 dB im Hintergrundschallpegel registriert,der in großen Teilen auf den verstärkten Schiffs -verkehr [2-5] und auf seismische Erkundungen [5]zurückgeführt wird. Weltweit hat sich der Schiffs-verkehr zwischen 1965 und 2003 verdoppelt, wäh-rend sich die Bruttoregistertonnenzahl vervierfachte[3]. Der Schiffsverkehr macht heute 75 % des anthropogenen Schalleintrages ins Meer aus [6].

Ein weiterer wesentlicher Teil des UW-Schalls entsteht bei Bauarbeiten für z.B. Offshore-Platt -formen, Brücken und in jüngerer Zeit für Offshore-Windparks. Die meisten Offshore-Konstruktionenbesitzen Pfahlfundamente, d.h. es werden Pfählemit Hydraulikhämmern tief in den Boden gerammt.

Dabei werden in direkter Umgebung der Ramm -arbeiten Spitzenschalldruckpegel von 250 dB re1µPa erreicht [7].

Ende 2012 waren in Europa 1662 Offshore-Wind-turbinen mit einer Leistung von knapp 5 GW instal-

liert [8]. Bei einer durchschnittlichen Größe neu installierter Turbinen von 4 MW wären weitere fast9.000 Turbinen notwendig, um das europäischeZiel von 40 GW bis 2020 zu erreichen [9]. Bei derbisher noch vorherrschenden Pfahlgründung wür-de dieses pro Pfahl abhängig von dessen Größeund dem vorhandenen Untergrund mehrere tau-send Rammschläge pro Windturbine bedeuten; mitentsprechend lang anhaltenden und weit reichen-den Schallemissionen.

Im mittelfrequenten Bereich (500 Hz bis 25 kHz)stammt der Hintergrundschall überwiegend vonnatürlichen Schallquellen, wie Wellenbewegungenund Regen, aber auch anthropogene Quellen wieSonargeräte und kleine Schiffe emittieren in die-sem Frequenzbereich [5,10]. Dabei wird Sonar alsEcholot zur Bestimmung der Wassertiefe, in der Fischerei zur Lokalisation von Fischschwärmenoder Plankton und in der Wissenschaft zur Unter-suchung des Meeresuntergrundes eingesetzt.

Fischereisonar nutzt sehr kurze Signale in Laut-stärken von bis zu 230 dB re 1µPa, die von Fisch-schwärmen reflektiert werden [11]. Die Echos ent-halten Informationen über Größe, Beschaffenheitund Position des Schwarms. Die überwiegendeZahl der Fischsonarsysteme arbeitet im Bereichzwischen 20 und 30 kHz, aber auch im Bereichoberhalb von 100 kHz [12]. Eine weitere Form desSonars ist das Echolot, welches kommerzielleSchiffe, aber auch der größte Teil der privaten Bootezur Bestimmung der Wassertiefe nutzen. Dabeiwerden in kurzen Abständen hochfrequente Signalevon bis zu 220 dB re 1µPa emittiert, die vom Unter-grund reflektiert werden [11]. Die tieferfrequentenSonarsignale können von den meisten Walen wahr-genommen werden, während hochfrequente Sig-nale nur im Hörbereich von Zahnwalen liegen [11].

Weitere sehr laute Schallquellen sind seismischeUntersuchungen mit sogenannten ‘Air Guns’ zurErkundung von Öl- und Gasvorkommen in den Gesteinsschichten unter dem Meeresboden (Abb. 2).Bei diesen Druckluftexplosionen entsteht tieffre-

HintergrundschallAls Hintergrundschall wird der Schallpegelbezeichnet, der keiner einzelnen Schallquelle zugeordnet werden kann. Natürliche Schallquellen wie Wind, Wellen, Regen und Brandung tragen eben-so zum Hintergrundschall bei wie z.B. Schiffsverkehr in größerer Entfernung.


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quenter Schall mit der Hauptenergie im Bereichunterhalb von 100 Hz und Schalldruckpegeln von220-255 dB re 1µPa [11].

Die höchsten anthropogenen Schallpegel entstehenbei UW-Explosionen. Dieses Thema ist besondersin der Ostsee aktuell, in der große Mengen alterKriegsmunition lagern. Wenn diese nicht entschärftwerden kann, wird die Munition im Meer gesprengt.Die Explosionskraft und damit der Schalldruck -pegel hängt von Menge und Art des Sprengstoffes

ab. Aber nicht nur der hohe Schalldruckpegel (beieiner 350 kg TNT Bombe wird von einem Schall-druckpegel von 294 dB re 1µPa in 1 m Entfernungausgegangen [13]), sondern auch der extremschnelle Anstieg des Signals kann zu schwerwie-genden Verletzungen bei Meerestieren führen.

Schallnutzung in der Unterwassertierwelt Schon aus Namen wie ‘Knurrhahn’, ‘Grunzer’, ‘RoterTrommler’ oder ‘Knallkrebs’ lässt sich erahnen,dass Schallnutzung in der UW-Tierwelt weit verbreitet ist. Als im 2. Weltkrieg UW-Mikrofone(Hydrophone) zur Lokalisierung feindlicher U-Bootezum Einsatz kamen, wurde auch eine Vielzahl vonz.T. sehr lauten anderen Geräuschen hörbar, dieFischen und Krebsen zugeordnet wurden [14]. Die Fähigkeit zur Schallerzeugung zieht sich durchviele Tiergruppen: von den Wirbellosen bis zu denMeeressäugern (Abb. 1). Zahnwale, zu denen u.a.Delfine und der heimische Schweinswal gehören,nutzen den Schall in besonderer Weise. Sie sen-den Ultraschallsignale aus und können sich ausdem zurückkommenden Echo ein akustisches Bild ihrer Umgebung machen [15-17]. Diese Echo-lokation ermöglicht Zahnwalen auch in völligerDunkelheit das Erkennen von Beute und Hinder-nissen [17], das Verfahren ist jedoch aufgrund der kurzen Wellenlänge der Ultraschallsignale nurüber kurze Distanzen einsetzbar [18].

Besonders bei Tieren, die selbst aktiv Schall erzeu-gen, ist zu erwarten, dass sie ein Hörvermögen besitzen und durch anthropogene Schallquellen im Meer beeinträchtigt werden. In den letzten Jahr-

Abb. 1: Wichtige Frequenzbereiche verschiedener Tier-gruppen im Vergleichzu den Frequenz-bereichen wichtigeranthropogener Schallquellen.

Abb. 2: Mosambiks nationales Erdölinstitut lässt Mittedes Jahres 2013 seismische Untersuchungen entlangder gesamten Küste durchführen. Genau zu dieser Zeit – von Juni bis Oktober – ziehen die Buckelwale aufihrem Weg in die Antarktis durch das gleiche Gebiet.Der verwendete, hochenergetische Schall hat erheb -liche Auswirkung auf die Wale: Er stört die Kommuni -kation, die sozialen Interaktion, die Nahrungssuche unddie Navigation.


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zehnten hat sich die Forschung zum Hörvermögenvon Meerestieren deutlich verstärkt, aber das Wis-sen ist noch immer sehr bruchstückhaft. So existie-ren z.B. für nur etwa 100 der 27.000 oder mehrFischarten Daten zum Hörvermögen [19]. Die vor-handenen Daten zeigen, dass einige Fischartenein sehr ausgeprägtes Gehör mit einem breitenwahrnehmbaren Frequenzspektrum und niedrigenHörschwellen besitzen. Auch bei anderen Tier-gruppen, wie Meeresschildkröten und Krebstieren,gibt es erste Untersuchungen zum Hörvermögen:Es liegt im tieferfrequenten Bereich [20-22].

Auswirkungen von Schall auf MeerestiereDa Schall für viele Meerestiere die wesentliche In-formationsquelle darstellt, kann die Überlagerung(Maskierung) durch anthropogenen Schall schwer-wiegende Folgen haben. So kann der Schall einesvorbeifahrenden Schiffes, der das Geräusch einessich nähernden Räubers maskiert, indirekt zur Todesursache werden.

Um die Auswirkungen von Schall auf Tiere be-schreiben zu können, wurden fünf verschiedeneSchwellen definiert [11]:

Absolute Hörschwelle, d.h. die Lautstärke,die ein Ton braucht, damit das Tier ihn hört,Reaktionshörschwelle, bei der eine Reaktionauf den Schall gezeigt wird,Fluchthörschwelle, an der das Tier dem Schallausweicht und sich von der Schallquelle ent-fernt,Hörschadenschwelle, an der der Schall kurzzeitige oder dauerhafte Schäden, wieSchwerhörigkeit oder Taubheit auslöst,Sterblichkeitshörschwelle, an der durch denSchalldruck Gewebeschäden auftreten, diedirekt oder indirekt zum Tod führen.

Allerdings ist es sehr schwer, den einzelnenSchwellen Lautstärkepegel zuzuweisen, denn dieSchwellenwerte sind nicht nur abhängig vom Hör-vermögen der Tiere sondern auch von vielfältigeninneren (Alter, Geschlecht, physiologischer Zu-stand, bei Säugetieren Anwesenheit von abhängi-gen Jungtieren...) und äußeren (Tages- und Jah-reszeit, Temperatur...) Faktoren, die die Schwellennach oben oder unten verschieben.

In den Medien und damit in der öffentlichen Wahr-nehmung taucht Lärm im Meer überwiegend inVerbindung mit Massen-Walstrandungen und dendamit in Verbindung gebrachten Sonar-Manövernauf [23]. Auch für diesen Artikel bildet dieses The-ma einen Schwerpunkt, da die physiologischenSchäden bei Meeressäugern Ähnlichkeiten mit denbeim Menschen auftretenden Symptomen der Tau-cherkrankheit aufweisen. Aber ein kleiner Exkurs in

die anderen Tiergruppen soll zeigen, dass die Ver-lärmung der Meere ein für viele Organismen ernst-zunehmendes Problem darstellt.

Die Auswirkungen von Schall auf Meerestiere sindin der Regel nicht leicht zu bestimmen. Störungen,Verhaltensänderungen und Stress sind außerhalbdes Labors in dem unübersichtlichen Lebensraum’Meer’ schwer zu beobachten und zu messen.Auch bei physiologischen Schäden lassen sich –bedingt durch die Mobilität der Tiere, die Reichwei-te des Schalles und den zwischen Schallexpositionund dem Fund der Tiere liegenden Zeitraum – dieVerletzungen mit einem Schallereignis nur schwerverbinden. Dazu kommt, dass z.B. Fische, die beiExplosionen oder Rammarbeiten [24] getötet wur-den, nur zum Teil an der Oberfläche ankommen,da viele verletzte und tote Tiere absinken, verdrif-ten oder von Räubern gefressen werden.

Walstrandungen wurden häufig nach militärischenManövern beobachtet, und die Strandung von Riesentintenfischen wurde mit seismischen Unter-suchungen in Verbindung gebracht. Nach Beschal-lung im Labor traten tatsächlich schwerwiegendeHörschäden und Verletzungen des Gleich -gewichtsorgans auf, die ein dauerhaftes Überlebenunmöglich machten [25]. Laute Schallquellen kön-nen auch starke Verhaltensreaktionen auslösen,wie eine Flucht aus dem beschallten Gebiet. Nebenzusätzlichem Energiebedarf und Unterbrechungwichtiger natürlicher Verhaltensweisen kann es beiSäugetieren zur Trennung von Mutter und Jungtierkommen, was für das Jungtier in vielen Fällen zumTod führt.

Aber auch dauerhafte Beschallung mit niedrigerenSchalldruckpegeln kann schwerwiegende Auswir-kungen auf Individuen oder Populationen haben[11,26,27,28]. Habitatverschlechterungen oder ei-ne Vergrämung in schlechter geeignete Habitatekönnen negative Effekte auf die Population haben,ohne dass deutliche Auswirkungen kurzfristigsichtbar werden [29]. Auch führen Verhaltensände-rungen oft zu höheren energetischen Kosten fürdas Tier [28]. So kostet nicht nur eine möglicheFlucht Energie, sondern durch das geänderte Ver-halten können auch die Phasen der Nahrungsauf-nahme – wie bei Atlantischen Nordkapern (Euba-laena glacialis) – verkürzt sein [30]. Schwertwale(Orcinus orca) verbrachten in Gegenwart vonSchiffen weniger Zeit mit der Nahrungssuche,während die Tiere gleichzeitig mehr in Bewegungwaren, was die deutliche Abnahme der Individuen-zahl der beobachteten Gruppe begründen könnte[31]. Auch Langusten zögerten in Versuchen nachBeschallung länger mit der Nahrungsaufnahme,wohingegen Einsiedlerkrebse durch Lärm abge-


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lenkt wurden und so leichter Räubern zum Opferfallen könnten [32].

Weichen Tiere einer dauerhaften Schallquelle nichtaus und verbleiben im angestammten Lebens-raum, dann kann das an einem Alternativen-Man-gel liegen: Die Ausweichquartiere sind bereits vonfitteren Artgenossen besetzt, oder viel Energie wäre notwendig, um einen neuen Lebensraum zuerschließen (inkl. Neuorganisation hierarchischerStrukturen). Der erhöhte Schallpegel kann bei diesen Tieren Auswirkungen auf den Organismushaben. Hierzu gehören z.B. erhöhte Herzfrequenzund vermehrte Ausschüttung von Stresshormonen,wobei ein dauerhaft erhöhter Stresslevel oft zu einer Schwächung des Immunsystems und ge-sundheitlichen Folgen führt. Entsprechend ist aucheine reduzierte Reproduktionsrate zu erwarten.Auch die Maskierung von wichtigen Kommunika -tionslauten kann Stress für Tiere bedeuten. So nutzen z.B. Krötenfischmännchen (Halobatrachusdidactylus) Abwehrgrunzlaute, um Konkurrenten ausihrem Territorium fernzuhalten. Durch Maskierungkönnen diese Grunzlaute erst auf deutlich kürzereDistanz wahrgenommen werden, was zu Eskalationenzwischen den Fischen führen könnte, wenn Kon-kurrenten unwissentlich in ein fremdes Territoriumeindringen [33]. Im Gegensatz dazu nutzen Kabeljau(Gadus morhua) und Schellfisch (Melanogrammusaeglefinus) akustische Signale bei der Paarung. Siekönnten durch Maskierung in der Fortpflanzungbehindert werden. Ob Fische in der Lage sind, ihreLautstärke oder Frequenz zu variieren, um damitdie Maskierung zu reduzieren, wie es bei Vögelnbeobachtet wurde, ist nicht bekannt. Daher kannauch noch nicht eingeschätzt werden, wie intensivdie Kommunikation behindert wird [34]. Aber auchdann, wenn lautstärker miteinander kommuniziertwerden könnte, ist das mit höherem Energieeinsatzverbunden.

WalstrandungenEinzelne Walstrandungen mit unterschielichen Ursachen werden schon seit langer Zeit beobach-tet. Seit den 1960er Jahren kam es jedoch immer wieder zu Massen-Walstrandungen, die mit militä-rischen Manövern unter Einsatz der damals neueingeführten, leistungsstarken Mittelfrequenz-Sonare in Verbindung gebracht wurden [35]. Die Beschallung kann dabei zu Desorientierungführen. Andererseits geraten Wale beim Versuch,der Schallquelle zu entgehen, in flaches Wasser.Auch durch sehr hohe Schalldruckpegel ausgelösteGewebeschäden können, besonders an luftgefüll-ten Organen, zur Strandung und zum Tod führen.

Auffällig bei den Massenstrandungen ist die Häufig-keit, mit der die seltenen Schnabelwale (Ziphiidae)betroffen sind. Dabei zeigten die gestrandeten Tiere

ähnliche Symptome, wie sie bei der Caisson -krankheit beim Menschen auftreten. Diese Ähn-lichkeit führte zu der Vermutung, dass die Schna-belwale, die bei der Jagd auf Tiefseekalmare vielZeit in großen Wassertiefen verbringen, schallbe-dingt ihr Jagdverhalten unterbrechen und unterStress mit zu hoher Geschwindigkeit an die Was-seroberfläche zurückkehren. Dieses ’Fehlverhal-ten’ führt zur Blasenbildung im Gewebe. Weiterhinkönnten die Wale in einer Stresssituation ihreOberflächenpausen verkürzen und zu früh wiederabtauchen, was die Symptome verstärken könnte[36-39]. Letztlich könnte die Sonarbeschallung dieBlasenbildung in mit Stickstoff gesättigtem Gewe-be fördern [40]. Die genauen Prozesse, die zumbeobachteten Syndrom führen, sind allerdingsnoch unklar [36,38,41].

Im Jahre 2004 strandeten nach einem Sonar-Manöver auf Gran Canaria eine Reihe von Schnabel-walen. Die Tiere zeigten weder Krankheitserregernoch entzündliche Prozesse, die auf eine Erkran-kung der Tiere hinwiesen. Dafür fanden sichschwere Einblutungen besonders im Fettgewebeder Kiefer, in den Ohren, im Gehirn und in Lungenund Nieren. In Gefäßen und Organen zeigten sichGewebeschäden, die auf Gasblasenbildung zu-rückgeführt wurden [40]. Da diese Gewebeschä-den nicht direkt durch den Schall, sondern durchschallbedingte Verhaltensänderungen ausgelöstwerden, sind in diesem Fall auch keine besondershohen Schalldruckpegel notwendig.

Datenauswertungen von Massenstrandungen vonSchnabelwalen zeigten auch statistisch einen Zusammenhang mit militärischen Manövern [42].Dieses wird auch durch die Tatsache gestützt,dass es seit dem Verbot von militärischen Manö-vern vor den Kanarischen Inseln im Jahr 2004 zukeinen weiteren Massenstrandungen kam [43].

FazitEs zeigt sich, dass die Nutzung von Schall durchMeerestiere vielfältig ist. Es zeigt sich auch, dassanthropogener Schall im Meer zahlreiche schädli-che Auswirkungen auf Individuen und Populatio-nen hat. Das Wissen in beiden Bereichen ist aller-dings bisher nur sehr bruchstückhaft, so dass wei-terhin umfangreich geforscht werden muss. Diebeste Möglichkeit, die negativen Auswirkungendes Schalles zu minimieren, besteht daher in derdeutlichen Reduktion anthropogener Schallemis-sionen.

Literatur (bei Bedarf bei der Redaktion anzufragen)

KorrespondenzadresseDr. Christina Mü[email protected]


31www.gtuem.org

2. vollständige überarbeitete Aufl age 2012

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Mirko ObermannAndreas Häckler Nicole Kiefhaber (Hrsg.)

Modernes Tauch basen-management

K. Tetzlaff – Ch. Klingmann C.-M. Muth – T. Piepho W. Welslau (Hrsg.)

◾ Untersuchungsstandards und Empfehlungen der Gesellschaft für Tauch- und Überdruckmedizin (GTÜM) und der Österreichischen Gesellschaft für Tauch- und Hyperbarmedizin (ÖGTH)

Checkliste Tauch-tauglichkeit

◾ Handbuch für TauchschulenTauchbasen nach ISO 24803

Rettungsplan Tauchunfall.

◾ Praxishandbuch fürTaucher TauchmedizinerRettungsdienste

Hubertus Bartmann Claus-Martin Muth (Hrsg.)

Notfall manager Tauchunfall

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Martha HoffmannKindertauchen

128 SeitenFormat 14,8 x 20,8 cm

Delius KlasingEdition Naglschmid

ISBN: 978-37688-32830 € 14,90

Martha Hoffmannhat mit Ihrem BuchKindertauchen einenRatgeber für Elternund Tauchlehrer aufdem Markt gebracht,der, umfassend und

trotzdem kurzweilig geschrieben, über die wich-tigsten Aspekte des Kindertauchens informiert. Auf127 Seiten werden aufgelockert durch zahlreicheFotos systematisch die Anforderungen sowohl andie Kinder als auch an deren Ausbildung beim Tau-chen beschrieben. Auf die Besonderheiten vonTauchgängen mit brevetierten Kindern wird ebensoeingegangen wie auf die kindertaugliche Aus -rüstung. Abgerundet wird die Thematik durch all -gemeine Ausführungen zum Thema Reisen mitKindern. Durch die übersichtliche Einteilung derThemen in acht Abschnitte, können sich die Lese-rinnen und Leser schnell auch nur über Teilaspek-te des Kindertauchens informieren. Die wichtigstenHinweise sind durch Informationskästen noch ein-mal zusätzlich hervorgehoben, so dass Kernaus-sagen schnell erfasst werden.

Das Buch ist insbesondere für medizinisch nichtvorgebildete Personen eine ideale Lektüre. MarthaHoffman schafft es, auch für den Laien verständlichdie wichtigsten medizinischen Grundlagen des Tau-chens mit Kindern zu formulieren. Sukzessive werden,in einzelne Kapitel unterteilt, Anatomie, Physiolo-gie und Psychologie von Kindern und die darausresultierenden Ableitungen und Anforderungen fürdas sichere Tauchen mit Kindern und deren Tauch-tauglichkeitsuntersuchung behandelt. Diesesgrundlegende Wissen ist Basis für das Verständnisder von den Verbänden und Organisationen formu-lierten Standards und Empfehlungen beim Kinder-tauchen, wie z.B. altersabhängige Tiefen- und Zeit-limits, deren Einhaltung den Kindern Sicherheitund maximales Tauchvergnügen garantieren. Hiergibt die Autorin einen umfassenden Überblick undweist zu Recht auf den Missstand der derzeit unein-heitlichen Standards der Verbände hin.

Mit der Frage 'WelcheTauchausbildung ist diebeste für mein Kind?',wendet sich Martha Hoff-mann direkt an die Elterntauchender Kinder undbeantwortet die häufigstenFragen, die im Rahmender Kindertauchausbil-dung gestellt werden undgibt damit – auch Ausbil-dern – einen geeignetenLeitfaden an die Hand.

Wie wichtig eine spezifische Schulung von Tauch-lehrern und Tauchbegleitern für Kinder ist, stelltMartha Hoffmann im Themenbereich des Tau-chens mit brevetierten Kindern und Jugendlichenheraus. Derzeit gibt es bei keiner Tauchorganisa -tion im Rahmen der regulären TauchausbildungElemente zu den spezifischen Besonderheiten desKindertauchens. Diese werden bei den meistenOrganisationen erst im Rahmen der Ausbildungder Ausbilder gelehrt, obwohl bereits brevetiertenerwachsenen Tauchern das Tauchen mit brevetier-ten Kindern gestattet wird. Eine Möglichkeit, dieinsbesondere von vielen tauchenden Eltern ge-nutzt wird. Verbände wie der VDST und VIT habenmittlerweile Ausbildungskonzepte in Form von spe-zifischen Schulungen für z.B. CMAS*** Taucher,die allerdings bis dato nicht verpflichtend sind.

Hier schließt das Buch eine von den Verbändenund Organisationen aktuell nur teilweise abge-deckte Informations- und Ausbildungslücke. Es istdeshalb nicht nur Eltern und Ausbildern von tauch-begeisterten Kindern zu empfehlen, sondern natür-lich auch deren tauchenden Begleitern. Mit denThemenbereichen 'Kindertauchausrüstung' und'Reisen mit Kindern' schließt das Buch die komplexeThematik des Kindertauchens umfassend ab.

Es bleibt zu hoffen, dass die im Buch gestelltenForderungen nach verbandsübergreifenden Stan-dards, einem GTÜM Untersuchungsbogen für Kinderund Jugendliche und einem durchgängigen Ausbil-dungskonzept für Begleiter und Ausbilder des Kinder-tauchens schnell umgesetzt werden. Dann stündedem Kindertauchen als Konzept zur dringend benö-tigten Nachwuchsförderung nichts mehr im Wege.

KorrespondenzadresseDr. Eva Selic; CMAS TL3/[email protected]

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Buchbesprechung

‘Kindertauchen’ von Martha Hoffmann

Eva Selic

Eva Selic


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Der Beitrag von Richard Pyrek erschien im ver gangenen CAISSON (28(2):23-26) in der Absicht, die Umge-bung zu beschreiben, in welcher CO-Vergiftungen entstehen. Zusätzlich sollten die Bedingungen beleuchtetwerden, unter denen Rettungskräfte – hier die Wiener Feuerwehr – arbeiten und sich ggf. selbst gefährden.Hätte die Redaktion diese Absicht schon in der vergangenen Ausgabe klar gemacht, dann hätten wir vermutlichkeinen Leserbrief von PD Goebel erhalten. Die Redak tion dankt für den gleichermaßen sehr informativen wie sehr umfangreichen Beitrag. Die Redaktion bedankt sich ebenfalls bei Richard Pyrek, der seine Intentionweiter unten erneut klarmacht.

JD Schipke

Leserbriefe

Kommentar

zu den Leserbriefen zum Beitrag R Pyrek: 'Kohlenmonoxid – CO'; CAISSON 2013;28(2)

Leserbrief zum Beitrag R Pyrek: ‘Kohlenmonoxid – CO’CAISSON 2013;28(2)

Sehr geehrter Herr Pyrek,

Mit Interesse habe ich Ihren Artikel zum Thema der Kohlenmonoxid Intoxikation in der aktuellenCAISSON gelesen [1]. Leider wird schnell klar,dass das aktuelle medizinische Wissen und dieForschungsergebnisse zum Thema Kohlenmonoxidebenso wenig im Bewusstseinsbereich des Autorsliegen wie vorangegangene wissenschaftliche Erfahrungen und Einschätzungen.

Nicht Prof. Eduard von Hofmann, sondern sein Assistent und Kollege Zillner veröffentlichte 1882(und nicht 1881) den Artikel 'Beitrag zur Lehre vonder Verbrennung. Nach Befunden an Leichen beimRingtheaterbrand Verunglückter' in: Vierteljahres-schrift für gerichtliche Medicin und öffentliches Sanitätswesen NF 37 (1882), Seite 65 ff. In dieserrein deskriptiven (und keinesfalls beweisenden)Abhandlung wird als Ursache für das Versterbender Menschen eine Intoxikation mit Kohlenmono-xid angenommen. Den ersten wissenschaftlich reproduzierbaren Beweis für die Verbindung vonKohlenmonoxid mit Hämoglobin und damit die Inhibition der Atmungskette mit resultierender Toxizität lieferten Douglas und Haldane 1912 –'The laws of combination of Haemoglobin with Carbon monoxide and Oxygen' in J Physiol 1912;44:275-304 [2].

Allerdings ist es mein Hauptanliegen darzustellen,dass Kohlenmonoxid – wie eine jede andere Sub-stanz auch – keinesfalls nur toxische Eigenschaf-ten besitzt. Kohlenmonoxid wird von unserem Kör-per selbst produziert. Hierzu kommt es durch dasEnzym Hämoxygenase (HO) während der Degra-dation von Häm. Die entstehenden Abbauproduktesind Kohlenmonoxid (CO), Eisen (Fe2+) und Biliverdin [3]. Die weitreichenden Konsequenzen

dieser Entdeckung wur-den aber erst später er-kannt. Der Arbeitsgruppevon Poss et al. gelang1997 der Nachweis, dassHämoxygenase-defizien-te Mäuse eine subletaldosierte LPS-Injektionnicht überleben [4].

Dass diese laborchemi-schen und tierexperimentellen Ergebnisse durch-aus auch Relevanz bei Menschen haben, zeigtenYachie und Mitarbeiter 1999. Ein sechsjährigerJunge mit einer kompletten HO-1-Defizienz zeigteschwere Schädigungen und Insuffizienzen sowohldes hämatopoetischen Systems als auch von Leberund Niere; er verstarb an dieser Erkrankung [5].

In den vergangenen 20 Jahren hat sowohl die Erforschung der indirekten Kohlenmonoxid Gene-ration (durch die Iso-Enzyme HO-1 und HO-2) alsauch die Relevanz der entstehenden Abbaupro-dukte einen großen Stellenwert eingenommen. Eskonnte zell- und tierexperimentell nachgewiesenwerden, dass die biologischen Funktionen des COvielfältig sind. Im Einzelnen und unter jeweils vari-ierenden Voraussetzungen kann CO sowohl alsVasodilatator [6], Inhibitor der Plättchenfunktion [7],Neurotransmitter [8], Inhibitor der Zellproliferation[9], NO Donator [10], Inhibitor der Endothelin-1Freisetzung [11] als auch Immunmodulator imRahmen von Transplantationen seine Wirkungenentfalten [12]. Kohlenmonoxid ist in der Lage, dieAktivierung von Makrophagen und Monozyten so-wie die Leukozytenadhäsion und -migration zuhemmen [13-15]. Es besitzt anti-inflammatorische

U Göbel


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und antiapoptotische Wirkungen und kann damitfür verschiedene Organe und unter bestimmtenVoraussetzungen in vivo und in vitro eine Protek -tion vermitteln [16-22].

Den antiinflammatorischen und antiapoptotischenWirkungen liegen vielfältige molekulare Mechanis-men zugrunde (s. Abb.1). Neben einer differentiellenAktivierung der Mitogen-aktivierten Proteinkinasen(MAPK) p38, der extrazellulär signal-reguliertenKinase 1/2 [ERK 1/2] und der c-Jun N-terminalenKinase [JNK] und dem daraus resultierenden Einfluss auf die Transkription und die Translationdiverser Gene, sind verschiedene Transkriptions-faktoren (wie z.B. der Nukleäre Faktor κB [NF-κB],der Peroxisomal Proliferator-aktivierte Rezeptor γ[PPARγ], der Hypoxie induzierte Faktor 1α [HIF-1α] und der Hitzeschockfaktor 1 [HSF-1]) an derkomplexen intrazellulären Regulation beteiligt [23-26]. Des weiteren führt eine Aktivierung der lös -lichen Guanylatcyclase (sGC) zu einer gesteigertenProduktion des zyklischen Guanosinmonophos-phates (cGMP), welches in der Folge Einfluss aufden Energieumsatz der mitochondralen Atmungs-kette hat [6,27,28]. Die entsprechenden Zielgeneder CO-vermittelten intrazellulären Signalkaskadesind die Zytokine Interleukin (IL) -1β, IL-6 und

Tumor Nekrose Faktor-α (TNF-α), sowie IL-10 mitseinem antiinflammatorischen Potential [29,30].Für die CO-assoziierte Reduktion der Apoptoseentfalten vor allem die Hitzeschockproteine (Hsp-70 und HSP-90) ihre Wirkung [25].

Die Steigerung der endogenen CO-Synthesedurch Aktivierung der induzierbaren Form derHämoxygenase (HO-1) ist problematisch, denn diepotenten Aktivatoren (wie z.B. CoPP) sind schon ingeringster Dosierung hochtoxisch und somit amMenschen nicht applizierbar.

Kohlenmonoxid kann aber auch exogen appliziertwerden. Durch die Inhalation kann man die ge-wünschte CO-Menge sicher und effektiv in derLunge distributieren und somit auch eine systemi-sche Verfügbarkeit erreichen. Entsprechende Ge-räte (z.B. COVOX™) zur Inhalation von CO am er-krankten Menschen sind zur Zeit in der klinischenErprobung [31].

Basierend auf diesen grundlegenden Erkenntnis-sen über die CO vermittelten Wirkungen sind zahl-reiche tierexperimentelle Studien an verschiedenenModellen (u.a. akuter Lungenschaden, allergischesAsthma, Pneumonien, Ischämie- und Reperfusions -

Abb. 1: Signaltransduktionsweg exogen zugeführten oder endogen synthetisierten Kohlenmonoxides in Bezug auf Inflammation und Apoptose (offene Pfeile: Inhibition; dünne Pfeile: Aktivierung; gestrichelt: unklar).

Fe2+

Biliverdin


35www.gtuem.org

verletzungen der Lunge und des Herzens, Trans-plantationen, Leberversagen, Nierenversagen undGefäßverletzungen, neuronale Schäden) durch -geführt worden [32-39]. Hierbei wurde niedrig dosiertes, inhalatives Kohlenmonoxid in einem Dosisbereich zwischen 20 und 10.000 ppm [40]vorwiegend zur Präkonditionierung eingesetzt. Die überwiegende Mehrheit der Untersuchungenerbrachte eine positive Wirkung des inhalativenCO bei 250 ppm p.i. in Bezug auf anti-inflammato-rische, -apoptotische, -oxidative und -proliferativeWirkungen [9,41,42]. Aber auch die Postkonditio-nierung – als therapeutische Option – nach organi-schem Insult zeigte, dass Kohlenmonoxid einemögliche Behandlungsalternative darstellt [21,43].

Bislang wurden zwei klinische Untersuchungen mitinhalativen CO publiziert. Die Arbeitsgruppe umden Österreicher Mayr konnte bei gesunden Pro-banden nach niedrig dosierter Applikation von Li-popolysaccharid keinen positiven Effekt einzelneroder wiederholten Inhalation von 500 ppm COnachweisen [44]. Im Gegensatz dazu konnten Bat-hoorn und Mitarbeiter in einem Kollektiv von 24 Pa-tienten mit obstruktiver Lungenerkrankung durcheine tägliche Inhalation von 125 ppm CO für denZeitraum einer Stunde einen Trend zur Reduktionder eosinophilen Granulozyten im Sputum und ei-ne Verbesserung beim Metacholinprovokationstestnachweisen [45]. Die Nebenwirkungen der CO-Inhalation in Konzentrationen von 125 – 500 ppmkönnen nach bisherigem Kenntnisstand möglicher-weise vernachlässigt werden. Der Anstieg desCarboxyhämoglobins bei gesunden Probanden,die CO in unterschiedlichen Mengen inhaliert ha-ben, beträgt max. 8 % – ein Wert, den Rauchernach moderater Nikotininhalation problemlos errei-chen [44,45]. Dieser Wert ist noch weit entfernt vonkritischen Marken eines CO-Hb Wertes von 10 %,ab dem mit ersten klinischen Zeichen wie Unwohl-sein oder Kopfschmerzen gerechnet werden muss[46]. Zur Zeit stehen eine Vielzahl klinischer Unter-suchungen zur Wirksamkeit und therapeutischenBreite bei unterschiedlichen Indikationen an (s.www.clinicaltrials.gov) [47]. Diese Untersuchungenwerden fast ausschließlich im Bereich zwischen125 und 250 ppm Kohlenmonoxid p.i. durchge-führt. Unter diesem Aspekt sollten möglicherweisedie geradezu dogmatisch gepredigten 60 ppmüberdacht werden. Bislang wurden die CO-Wirkun-gen vor allem in der Lunge oder an isolierten Orga-nen untersucht. Um direkt einen systemischen Effekt zu erzielen, wurden von R. Motterlini verschiedene Moleküle entwickelt, die – unter bestimmten chemischen Bedingungen – in der Lage sind, CO aus ihrem Grundgerüst freizusetzen[48-50]. Diese sogenannten ´Carbon monoxide releasing molecules´ (CORM) können, je nach

Generation, u.a. in Wasser gelöst werden und geben in unterschiedlichen zeitlichen IntervallenCO an das umgebende Medium ab. Wasserlös -liche CORMs (CORM-3 und CORM A1, ALF-186u.a.) bieten somit die Möglichkeit der intravasalenApplikation und der maximalen Bioverfügbarkeitam Zielorgan [28]. Bislang wurden nur wenige Untersuchungen für die wasserlöslichen Moleküledurchgeführt; eine Anwendung am Menschen erfolgte noch nicht.

Zusammenfassend kann man sagen, dass sich diegeschichtliche Entwicklung des Kohlenmonoxidesvom 'silent killer' hin zur dosisabhängigen Sub-stanz mit durchaus therapeutischer Option gewan-delt hat. Eine einseitige Darstellung von Kohlen-monoxid unter der Überschrift 'HBO-Therapie' erscheint mir nur dann sinnvoll, wenn die sicherlichimmer noch häufigen Kohlenmonoxid Intoxika -tionen hinsichtlich ihrer guten Behandlungserfolgedurch eine hyperbare Oxygenierung diskutiert werden.

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37www.gtuem.org

Sehr geehrter Prof. Göbel,

In meinem Artikel behaupte ich nicht, einen medi-zinischen oder wissenschaftlichen Beruf erlernt zu haben oder auszuüben. Bei einer Recherche(meine Homepage) kann sich der interessierte Leser darüber informieren, dass ich als Rauchfang-kehrermeister bei der Berufsfeuerwehr Wien be-schäftigt bin. Entsprechend stelle ich schwerpunkt-mäßig den Standpunkt der Einsatzkräfte dar: sieheVerbrennungsluftzuführung, Einsatztaktik etc.

Der positive Therapieeffekt von Kohlenmonoxidkann von mir nicht beurteilt werden, und daherwurde dieser im Artikel auch nicht erwähnt. DieMaßnahmen zur Vermeidung von CO-Vergiftungenvon Privatpersonen und Einsatzkräften waren viel-mehr das Hauptanliegen. Und zu diesem Aspektnehme ich in meinem Artikel und bei einer Reihevon Vorträgen Stellung. Der Artikel beschreibt also lediglich die Unfälle mit Kohlenmonoxid durchFeuerstätten oder ähnliches und keine therapeu -tischen Maßnahmen.

Bei der Angabe der Jah-reszahl (1881 statt 1882)hat sich tatsächlich derFehlerteufel und – Gottsei Dank – nicht der Feu-erteufel eingeschlichen.

Ich darf mit einem Zitatvon Philippus AureolusTheophrast Bombastusvon Hohenheim schlie-ßen: ’Alle Dinge sind Gift, und nichts ist ohne Gift.Allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist’.

Mit freundlichen Grüßen

Richard [email protected]

Antwort auf Leserbrief PD GöbelCAISSON 2013;28(3)

R Pyrek

43. Schallner N, et al. Postconditioning with inhaled carbon monoxide counteracts apoptosis and neuroinflammation in the ischemic rat retina. PLoSOne 7, e46479, 2012

44. Mayr FB, et al. Effects of carbon monoxide inhala -tion during experimental endotoxemia in humans.American journal of respiratory and critical care medicine 2005;171:354-360

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46. Hampson N. Symptoms of carbon monoxide poi -soning do not correlate with the initial carboxyhemo-globin level. CAISSON 2012;27:19-26

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49. Motterlini R, et al. Bioactivity and pharmacologicalactions of carbon monoxide-releasing molecules.Current pharmaceutical design 2003;9:2525-2539

50. Motterlini R, et al. CORM-A1: a new pharmacologi-cally active carbon monoxide-releasing molecule.Faseb J 2005;19:284-286

KorrespondenzadressePriv.-Doz. Dr. med. Ulrich GöbelKomm. Leiter der Experimentellen AnästhesiologieFacharzt für Anästhesiologie, Spezielle Anästhesiologische Intensivmedizin,Notfallmedizin, Tauchmedizin (GTUEM)Anästhesiologische Universitätsklinik [email protected]://www.uniklinik-freiburg.de/anaesthesie/live/forschung/Goebel-1.html


38 www.gtuem.org

... hieß der Film, der irgendwann gegen Ende der50er Jahre einen Hamburger Schüler derart in den Bann schlug, dass diesen die Faszination der Unterwasserwelt nicht mehr loslassen sollte.Ein bis dahin weitgehend unbekannter junger UW-Filmer mit dem knackigen Namen Hans Hasshatte vor allem eine schnuckelige Blondine so erfolgreich ins Bild gesetzt, dass der Film auch inHollywood ein Erfolg wurde.

Nachfragen im Freundeskreis des Vaters ergabendann das Bild eines seriösen Naturwissenschaft-lers, der schon vor dem Ausbruch des zweitenWeltkriegs mit abenteuerlichen, teils selbstkonstru-ierten Geräten in das bis dahin den Berufstauchernvorbehaltene Reich Neptuns eingedrungen war.

Um seine Idee einer wissenschaftlichen Tauch -expedition in die Tat umzusetzen, hatte er zu An-fang der 1950er Jahre ein schwimmendes Wrackwohlfeil erworben und dieses dann an der Elbe inein Schmuckstück umbauen lassen. Der ‘Xarifa’ (= Die Schöne) getaufte Dreimast-Schoner war mitLabors, Tauchequipment und nicht unbescheide-nen Unterkünften ausgestattet. Und Xarifa bot genug Komfort, um damit mehrmonatige Reisen inalle Weltmeere zu unternehmen. Die Kosten für dieEintragung ins Seeschiffsregister wurden dadurchumgangen, dass man die Yacht unter dem Standerdes Norddeutschen Regattavereins segeln ließ;

Schiffsführer auf der ersten Reise, auf der deroben zitierte Film entstand, war Kapitän JohannDiebitsch, dessen Name später für immer mit demUntergang der ‘Pamir’ verknüpft sein würde. Die immer noch elegante alte Dame Xarifa fährtbis heute als Charteryacht im Originalzustand imMittelmeer…Zu den wissenschaftlichen Exponenten gehörteu.a. der Biologe Eibl-Eibesfeld, der durch seine Erfahrungen und Erkenntnisse im Meer ein pro -filierter Tier-Verhaltensforscher werden sollte. Aus heutiger Sicht ist der unbekümmerte Mut zubewundern, der die jungen Unterwasserforschermit Sauerstoff-Kreislaufgeräten, eigentlich nur umgebauten U-Boot-Tauchrettern, auf stundenlan-ge Tauchgänge in Wassertiefen bis 40 Meter führ-te, ohne das es zu, im Film erkennbaren, Folgen führte. Gleiches gilt für ihre späteren Druckluft-Tauchgänge bis in den 90-Meter-Bereich. Ob dieim Alter erforderlichen Hüft-TEPs bei Prof. Hassals Spätfolgen interpretiert werden können, bleibtSpekulation; er hat sich dazu nicht geäußert.

Überhaupt wurden die gesundheitlichen Risikendes Tauchens in seinen Filmen ausgeblendet. DerMensch sollte wie ein Fisch unter Fischen leben.Die filmische Vermittlung dieses Faszinosums hatohne Zweifel den Anstoß dazu gegeben, dass sichlangsam, aber unaufhaltsam das Tauchen alsSport und Freizeitaktivität zu etablieren begann;Hans Hass hat auch nie den Kontakt zu dieserSzene abbrechen lassen, wie immer wieder aufder Düsseldorfer ‘boot’ zu erleben war. Allerdingsblieb der eigentliche Durchbruch später den Filmenvon Cousteau vorbehalten, weil diesem das Medi-um Fernsehen zur Verfügung stand.

Der Hamburger Schüler von einst nimmt heute immer noch gern die Bücher von Hans Hass in die Hand und staunt über die wissenschaftlicheSubstanz und gleichzeitige Eleganz, mit der dieserWiener Rechtsanwaltssohn, dem eigentlich einejuristische Laufbahn zugedacht war, uns die bis dahin verschlossene Welt der Ozeane eröffnet hat.Er wird für uns und mit uns weiterleben.

KorrespondenzadresseDr. med. Karl-Peter FaeseckeWilhelmsburger KrankenhausGroß Sand 3, 21107 [email protected]

Nachruf

Unternehmen Xarifa ...

KP Faesecke


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Drucklufttauchergeräte (DTG) sind offene, autono-me Tauchgeräte. Sie sind einfach im Aufbau, si-cher in der Funktion, schließen Sauerstoffmangeloder -vergiftung und – bei Einhaltung moderaterTauchtiefen – auch Dekompressionskrankheit so-wie Stickstoffnarkose aus. Der wesentliche Nach -teil der DTGs ist die kurze Einsatzdauer, insbeson-dere bei größerer Tiefe und körperlicher Arbeit.

Eine Vergrößerung des Luftvorrates durch größereoder mehr als einen Druckluftbehälter machen das Gerät unhandlich. Vorratsdruck bis 300 bar istheute möglich, aber auch aufwendiger.

Bei Atemgasversorgung von der Oberfläche durcheinen Schlauch geht die Autonomie des Tauchersverloren. Außerdem ist bei Luftatmung in größerenTiefen durch die notwendigen Dekompressions-(DK)-Zeiten der Arbeitszeitgewinn nur minimal.Günstiger ist hier der Einsatz von Mischgasgerätenmit geschlossenem oder halboffenem Atemsystem.Allerdings sind diese Geräte einigermaßen kompli-ziert und in Herstellung und Betrieb aufwendig.

In den 1960er Jahren – also vor mehr als 50 Jah-ren – schien deshalb der Einsatz von Flüssigluft-Tauchgeräten aussichtsreich (Abb. 1).

Skin Diver 06/1967 beschreibt ein von Jim Wood-bery (NASA) entwickeltes autonomes Tauchgerätmit Flüssigluft-Vorrat. Das Gerät erlaubte Tauch-zeiten von bis zu 6 h in 30 m Tiefe. Die Masse deseinsatzbereiten Geräts betrug 14,5 kg. Berichtetwurde von 400 Tauchstunden ohne Zwischenfällebis max. 60 m Tiefe.

Eine Weiterentwicklungdieses Gerätetyps mit derBezeichnung 'KryolangALITO (oder AK 3)' ent-stand in der UdSSR imPhysikalisch-TechnischenInstitut für niedrige Tem-peraturen in Charkow(Ukraine) (Abb 2). DasGerät und einzelne Teilewurden patentiert, undauf der All-Unionsaus-stellung erhielt es zweiSilber- und fünf Bronzemedaillen. Ausführliche Gerätebeschreibungen datieren auf 1973 und später.

Das Gerät ist bei den verschiedensten UW-Arbei-ten bis in 45 m Tiefe einsetzbar, hat ein offenesAtemsystem und arbeitet mit flüssiger Luft oderflüssigen Luft-Sauerstoff-Gemischen.

Der Vorrat befindet sich bei -190 °C in zwei Behäl-tern. Die Einsatzdauer des AK-3 beträgt etwa das Vierfache der bisher gebräuchlichen DTGs.Der einstufige Atemregler weist in 45 m Tiefe einenAtemwiderstand von etwa 500 Pa (5 mbar) bei einem Luftverbrauch von 155 l/min auf (Tab. 1).

Heute vor...

Tauchgeräte mit FlüssiggasvorratFlüssiggas-Tauchergerät AK-3

J Zimmermann

J Zimmermann

Abb. 1: Taucher mit AK3(Sportsmen-Podwodnik Nr. 46 / 1977)

Abb. 2: AK 3, geöffnet.Die Entwicklunggeht auf Anfang der1960-er Jahre zu-rück (Jim Wood -berry; NASA). DieAmerikaner nanntendas Gerät Mako.Halbert Fischel gelang 1965 dieKonstruktion einesFlüssiggas-Rebrea -thers (S-600 G undSS1000), welcherohne jede Elektro-nik auskam. Mit die-sem ausschließlichdruckgesteuertenSystem wurden Tie-fen bis 300 m oder

Tauchzeiten bis 5 h erreicht. In der Sowjetunion wurdedas Gerät relativ schnell nachgebaut und war dann unterden Namen ALITO oder AK-3 bekannt.

(Poseidon; 1974)


40 www.gtuem.org

Die Verwendung von zwei Gaskomponenten ermöglicht bei vorgegebener Tiefe und Tauchzeitminimale DK-Zeiten bei einer entsprechendenGaszusammensetzung (Tab. 2).

Aufbau / FunktionDas Gerät besteht aus 2 x 5-l-Dewar-Behältern mitdem dazwischen liegenden Auftriebskompensator(erforderlich, um die Masseänderung von gefüllt zuleerem Gerät: 24 –16 kg zu kompensieren). An die-sem sind der Atemregler mit Atemanschluss, dasAbsperrventil zum Schließen des gefüllten Gerätesbei Lagerung, der Wärmetauscher des Atemgases,der Verdampfer, das Schwerkraftventil, Sicher-heitsventil, der Knopf zum Füllen des Auftriebs-kompensators mit Wasser und das Gurtzeug be-festigt (Abb. 3).

Im unteren Teil (unter der Verkleidung) liegen derFüllstutzen, das Zweiwegeventil, mit dem zum Ein-satzbeginn eine Drucksteigerung in den Vorratsbe-hältern erreicht wird und das gleichzeitig als Reser-veschaltung dient.

Das AK-3 wird mit flüssiger Luft oder flüssigemGasgemisch über den Füllstutzen gefüllt. Dazuwerden von den Überlaufstutzen die Blindmutternabgenommen. Das flüssige Gasgemisch fließt mit0,1 bis 0,2 MPa (1 bis 2 bar) aus dem Transportbe-hälter in das Gerät. Nach 3 bis 5 min zeigen sichan den Überlaufstutzen Tropfen; der Füllvorgangist beendet.

Abb. 3: Aufbau des AK-3.1 = Handgriff, 2 = Lungenautomat (s. auch Abb. 2), 3 = 2 x 5-l-Behälter, 4 = Absperrventil, 5 = Wärme -tauscher, 6 = Versteifungssikken*, 7 = Schwerkraftventil,8 = Verdampfer, 9 = Sicherheitsventil, 10 = Blindmuttern,11 = Auftriebskondensator, 13 = Füllstutzen, 15 = Kom-pensatorfüllknopf,16 = Atemanschluss, 18 = Begrenzerfür Sammelrohrbewegung, 19 = Isolierung, 20 = bewegliche Sammelrohre, 21 = Versteifungsringe,22 = Absorber, 23 = äußere Behälterwandung, 24 = innere Behälterwandung, 25 = Wärmeaustauscher,26 = Entnahmestutzen, 27/28 = Zweiwegeventil

*Sikken: rinnenförmige Vertiefungen in Blech, Zylindern, Rohren, Gefäßen, Konservendosen usw., die zur Erhöhung

der Steifigkeit dienen

Tab. 1: Technische Daten des Flüssiggas-Tauchgerätes

Tauchtiefe ≤ 45 m

Masse gefüllt 24 kg

Masse leer 16 kg

Abmessungen 680 x 350 x 140 mm

Gasvorrat 6.900 l

Reservegasvolumen 500 l

Arbeitsdruck 0,58 MPa (5,8 bar)

Vorratsbehälter 2,5 MPa (25 bar)

Sicherheitsventil 1 MPa (10 bar)

Auftrieb 1 kg bis -2 kg

Füllzeit 3 - 5 min

Einsatzbereitschaft, nach Füllung

8 -10 min

Einsatzbereitschaft, nach Vorbereitung

1-2 min

Lagerzeit ohne Luftverbrauch

12 h

Materialantimagnetisch, nichtrostend

Tiefe Arbeitszeit DK-Zeit

5 145

12 98

21 70 2

30 51 7

39 35 8

Tab. 2: Arbeits- und Dekompressions-(DK)-Zeit beiAMV 30 l/min (40 %, O2, 60 % N2)


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Die innere Behälterwandung ist 0,8 mm und dieäußere 1,2 mm dick. Um den äußeren Überdruckaufnehmen zu können, ist sie mit Sikken und ein-gelegten Ringen versteift. Zum Tragen dient derHandgriff.

In den Innenbehältern befinden sich an den Bödenbeweglich befestigte Sammelrohre, deren Begren-zungen einen völligen Verbrauch des Atemgas -gemisches verhindern. Ihr Eigengewicht lässt dieSammelrohre immer in die Flüssigphase eintauchen.Beim Füllen verbleibt in den Behältern eine Gas-blase. Einer der Behälter ist an das Inbetriebnah-me-/Reserve-System angeschlossen und ist innenmit einem Wärmetauscher, der zur Druckerhöhunginnerhalb des Behälters bei der Vorbe reitung desGerätes zum Tauchen dient, und mit einem Ent-nahmestutzen für die Gasreserve ver sehen.

Die Wärmedämmung wird durch Vakuum und Re-flexion erreicht: Der Raum zwischen den innerenund äußeren Behältern ist mit Alu-beschichtetenFolien gefüllt und dann bis zu einem Unterdruckvon 0,133 Pa (1,33 µbar) evakuiert; weitere Druck-reduzierung bewirken die Kälte und ein Absorber.Der Atemregler (Abb. 4) weist keine prinzipiellenBesonderheiten auf, der geringe Atemwiderstandwird durch große Ventil- und Leitungsquerschnitte(über 38 mm²) erreicht.

Das Schwerkraftventil (Abb. 5) schaltet die Gas -entnahme in Abhängigkeit von der Lage des Tauchersso, dass von den Sammelleitungen nur Flüssiggasaufgenommen wird. Dies ist wichtig, um eine kon-stante Gaszusammensetzung zu erreichen (infolgeder unterschiedlichen Siedepunkte von Sauerstoff(90 K = -183 °C) und Stickstoff (77 K = -196° C)sind in der Gasphase unbestimmte Gasanteile vor-handen (zu Beginn verdampft mehr Stickstoff, zuEnde des Betriebes verbleibt ein höherer Sauer-stoffanteil). Weiter wird so ein gleichbleibenderDruck in den Behältern erreicht.

InbetriebnahmeDas Zweiwegeventil des vollen Gerätes wird auf’Start’gestellt und die Handbedienung des Automa-ten mehrmals betätigt. Im Verdampfer entstehtGas, das im Wärmetauscher den Vorrat erwärmt.Dabei stellt sich ein Druck von 0,5 bis 0,8 MPa (5 bis 8 bar) ein. Nach etwa 10 min ist eine für die Atmung ausreichende Flüssiggasmenge verdampft, das Ventil wird in die Ausgangslage zurückgestellt, das Gerät ist einsatzklar.

Erfolgt die Inbetriebnahme einige Stunden nachdem Füllen, dauert dieser Vorgang nur etwa 2 min.

Das gefüllte Gerät hat im Wasser eine negativeAuftriebskraft von 20 N (2 kg). Zum Ausgleich dientein Kompensator, der durch das Rückschlagventilmit dem Atemregler verbunden ist; wird Gas ver-braucht, und wird der Taucher dadurch insgesamtleichter, kann durch Knopfdruck Wasser in denKompensator fluten.

Abb. 4: Einstufiger Atemregler. 1 = Rückschlagventil zum

Druckausgleich in den Auftriebskompensator,

2 = Membrane, 3 = Gaszufuhr, 4 = Injektor, 5 = Hebel, 6 = Ausatemventil, 7 = Handbedienung

Abb. 5: Schwerkraft-ventil. Dieses Ventilschaltet die Gasent-nahme in Abhängigkeitvon der Lage des Tauchers so, dass vonden Sammelleitungennur Flüssiggas (undkein Gas) aufgenom-men wird.


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Sonstige Veranstaltungen

9. Symposium für Tauchmedizin in Hannover

Termin: Samstag, 26. Oktober 2013Ort: Hannover, DeutschlandNähere Auskünfte: [email protected]

Anerkannt mit 6 Refresher-UE für GTÜM-Diplome I und IIa. Pro Workshop-Teilnahme weitere 2 Refresher-UE.Anerkannt von der Ärztekammer mit 6 Punkten.

Pro Workshop-Teilnahme weitere 3 Punkte.

Medizinische Hochschule Hannover, Gebäude J1, Hörsaal FCarl-Neuberg-Straße 1 · 30625 Hannover

Ist das Flüssiggas so weit verbraucht, dass sichdie Entnahmestutzen in der Gasphase befinden,steigt der Einatemwiderstand. Der Taucher schaltetdas Zweiwegeventil auf ’Reserve’ und muss nun(in vertikaler Lage!) auftauchen.

Übersteigt der Vorratsdruck aus irgendeinemGrund den Grenzwert von 0,8 MPa (8 bar), öffnetsich das Sicherheitsventil, das über eine Leitung mitden in der Gasphase liegenden Sammlern verbundenist. Beim Abstellen des Gerätes wird der Kompen-sator geöffnet, und das Wasser kann ausfließen.

Erprobungen des AK-3 in Druckkammern (≤ 60 m)und im Freiwasser (≤ 45 m) bei Temperaturen von0 bis 24 °C verliefen erfolgreich.

Wesentliche Verbreitung hat dieses Gerätesystemnicht gefunden, das größte Problem für den An-wender ist die Flüssiggasversorgung. Ein gefülltesGerät ist nur für Stunden 'voll', bei Nichtgebrauchbeginnt die Entleerung. Und nach wenigen Tagensind die Behälter leer …

Trotzdem hat es in der Ukraine in den 80er bis indie 90er Jahre Weiterentwicklungen und begrenz-te Anwendungen gegeben: neben autonomenTauchgeräten z.B. eine schwimmende Oberflä-cheneinheit MAKC-1 für die Luftversorgung zweierTaucher über Schlauch bis zu 6 h, oder grund -basiert bis 40 m Tiefe, ebenso ein geschlepptes 2-Personen-Fahrzeug (Bathyplan) JUG-7 für For-schungs-, Such- und Kartierungsarbeiten.

Neben diesen 'offenen' Atemgeräten mit flüssigerLuft oder Mischgasen hat es schon sehr früh Rebreather-Entwicklungen mit Flüssiggas gegeben.

Die Sub-Marine Systems Corporation baute einenFlüssiggas-Rebreather S-1000 für 6 h Tauchzeitund max. 200 m Tiefe. Der Sauerstoffpartialdruckkonnte zwischen 0,2 bis 2 bar eingestellt werden.Und das ohne alle Elektronik. Als Inertgas wurdeStickstoff oder Helium verwendet.

Die CO2-Adsorbtion wurde durch 'Ausfrieren' bewirkt, zumindest bis zu 230 g/h (entsprechendeinem O2-Verbrauch von 2 l/min), darüber hinauswar ein üblicher CO2-Adsorber erforderlich.

Flüssigas-Atemschutzgeräte (Liquid Air Pac) wurden bei der NASA (Kennedy Space Center)verwendet. Ein ähnliches System (SCAMP, Super-Critical Air Mobility Pack) nutzt Atemgas in super-kritischem Zustand.

Überkritisch (engl. supercritical) ist Luft in einemZustand zwischen flüssig und gasförmig. Dies trittbei einem Druck von über 3,86 MPa und 133 K ein.Die überkritische Luft hat etwa die gleiche Dichtewie Flüssigluft (gleiche nutzbare Gasmenge), liegtaber nur in einer Phase vor, und die Probleme derunterschiedlichen Ausgasung bei Flüssigluft entfal-len. Damit tritt das Problem der Lageabhängigkeitdes Atemgeräts hier nicht mehr auf.

Eine Weiterentwicklung des SCAMP wurde beimAstronauten-Unterwassertraining genutzt. Bei gleicher 'Flaschengröße' war die Tauchzeit 4 malso lang ...

KorrespondenzanschriftJörg [email protected]


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Veranstaltungshinweise

39th Annual Scientific Meeting of the European Underwater and Baromedical Society (EUBS)

Termin: 23. - 28. September 2013Tagungsort: Ile de la RéunionNähere Auskünfte: www.reunion2013.org

Anerkannt für GTÜM-Diplome 16 UE anrechenbar für Weiterbildung

Workshop

Tauchzwischenfälle: Prävention & Erste HilfeSpezialfälle Tauchtauglichkeit

Termin: 16. - 17. November 2013Tagungsort: Wien, Österreich

Universitätssportzentrum (USZ) SchmelzNähere Auskünfte: www.oegth.at

[email protected]

Anerkannt für 8 Refresher-Punkte für GTÜM & ÖGTH-Diplome I und IIaDFP-Fortbildungspunkte bei Österreichischer Ärztekammer beantragt

40th Annual Scientific Meeting of the European Underwater and Baromedical Society (EUBS)

und

GTÜM-Kongress 2014

Termin: 24. - 27. September 2014Tagungsort: Wiesbaden, DeutschlandNähere Auskünfte: www.eubs2014.org

Anerkannt für GTÜM-Diplome 16 UE anrechenbar für Weiterbildung


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Kurse

Wichtiger Hinweis in eigener Sache:

Wenn auch Sie Ihre Institution und Seminare oder Kurse im CAISSON aufgeführt wissen wollen, senden Sie bitte Ihre Daten gemäß‘Hinweise für Autoren’ an die Redaktion – bitte auf Datenträger oder via E-Mail: [email protected]. Wir können leider anderweitig eingereichte Daten nicht berücksichtigen und bitten in eigenem Interesse um Verständnis. Daten, die die Homepage der GTÜM(www.gtuem.org) betreffen, senden Sie bitte an: [email protected].

Das aktuelle Angebot der uns gemeldeten Kurse gemäß GTÜM-Richtlinien finden Sie im Internet auf unserer Homepagewww.gtuem.org unter ‘Termine/Kurse’. Grundsätzlich können nur Kurse im CAISSON oder auf www.gtuem.org veröffentlicht werden,die von der GTÜM anerkannt wurden. Näheres finden Sie in der Weiterbildungsordnung der GTÜM.

Universität Düsseldorf

Kontakt: Institut für Arbeits- und SozialmedizinHeinrich-Heine-Universität Dr. T. Muth / S. SiegmannUniversitätsstraße 1D-40225 DüsseldorfTel.: 02 11/8 11 47 [email protected]

Thema: GTÜM-Kurs I – TauchtauglichkeitTermin: 29.11. - 01.12. 2013Ort: Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Thema: Tauchmedizin-Refresher(16 UE für GTÜM-Diplom I und IIa)

Termin: 24.01. - 25. 01. 2014Ort: Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Thema: GTÜM-Kurs I – TauchtauglichkeitTermin: 28.03. - 30. 03. 2014Ort: Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Druckkammerzentrum Murnau

Kontakt: BG-Unfallklinik MurnauSekretariatDruckkammerzentrum-HBOPostfach 1431D-82418 MurnauTel.: 0 88 41/48 27 [email protected]

Thema: GTÜM-Kurs IIb – DruckkammerarztTermin: 04.10. - 13.10. 2013Ort: BG Unfallklinik Murnau

Kontakt: Institut für Überdruck MedizinIm Gewerbepark A45D-93059 RegensburgTel.: 09 41/4 [email protected]

Thema: GTÜM-Kurs I – TauchtauglichkeitTermin: 27. 09. - 29.09. 2013Ort: Inst. für Überdruck-Medizin Regensburg

Thema: Tauchmedizin-Refresher(8 UE/Tag für GTÜM-Diplom I und IIa)

Termin: 28.09. - 29.09. 2013Ort: Inst. für Überdruck-Medizin Regensburg

Thema: GTÜM-Kurs IIa – TaucherarztTermin: 30.09. - 05.10. 2013Ort: Inst. für Überdruck-Medizin Regensburg

Thema: Tauchmedizin-Refresher-Workshop 2013(16 UE für GTÜM-Diplome I und IIa)

Termin: 20.10. - 31.10. 2013Ort: Liveaboard / Safari südl. Red Sea

Thema: Druckkammer-Bediener GTÜM/VDDTermin: 18.10. - 20.10.2013 und

25.10. - 28.10.2013Ort: Inst. für Überdruck-Medizin Regensburg

Thema: Hyperbarmedizinischer Assistent GTÜM/VDDTermin: 15.11. - 17.11.2013 und

22.11. - 25.11.2013Ort: Inst. für Überdruck-Medizin Regensburg

Institut für Überdruck-Medizin Regensburg

Kontakt: Akademie für Wissenschaft, Wirtschaftund Technik an der Universität Ulm e.V.Frau Viola LehmannHeidenheimer Straße 80D-89075 UlmTel.: 0731/50-25 [email protected]/akademie

Thema: Tauchmedizin-Refresher(16 UE/Tag für GTÜM-Diplom I und IIa)

Termin: 09.11. - 10.11. 2013Ort: Universität Ulm

Universität Ulm

taucherarzt.at – Wien

Kontakt: Dr. Wilhelm WelslauSeeböckgasse 17/2A-1160 WienTel.: +43 (699) 18 44-23 90Fax: +43 (1) 944-23 90www.taucherarzt.at

Thema: GTÜM-Kurs IIa - TaucherarztTermin: 05.09. - 08. 09. 2013 (Teil 1) und

31.10. - 03.11. 2013 (Teil 2)Ort: Weyregg am Attersee (Teil 1) + Wien (Teil 2)

Thema: GTÜM-Kurs I – TauchtauglichkeitTermin: 03.10. - 06.10. 2013Ort: Wien

Thema: Tauchmedizin-Workshop (incl. 16 UE für GTÜM-Diplome I und IIa)

Termin: 24.04. - 03.05. 2014Ort: Malediven, M/S Nautilus Two


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ANSCHRIFTENLISTE GTÜM – Stand März 2013

Vorstand

Präsidentin Vize-Präsident Past-Präsident Sekretär

Dr. med. Karin Hasmiller Dr. med. Peter HJ Müller Dr. med. Wilhelm Welslau PD Dr. med. Andreas KochAnästhesistin OP-Manager Arbeitsmediziner Internist/SportmedizinBG – Unfallklinik Murnau Universitätsspital Basel Seeböckgasse 17 Hebbelstraße 9Prof. Küntscherstraße 8 Hebelstraße 2 A-1160 Wien D-24211 Preetz/HolsteinD-82418 Murnau CH-4031 Basel Tel.: +43 (699)18 44-23 90 Tel.: +49 (0)43 42-85 11 85Tel.: +49 (0)88 41-48 2709 Tel.: +41 61-32877 60 Fax: +43 (1)944-23 90 [email protected]@gtuem.org [email protected] [email protected]

Schatzmeister Redakteur CAISSON Vorsitzender des VDD e.V.

Dr. med. Volker Warninghoff Prof. Dr. Jochen D Schipke Dr. med. Christian HeidenAnästhesist - Abteilungsleiter Wildenbruchstraße 10 HNO-ArztTauch- und Überdruckmedizin D-40545 Düsseldorf Druckkammerzentrum TraunsteinSchifffahrtmed. Institut der Marine Tel.: +49 (0)211-57 99 94 Cuno-Niggl-Straße 3Kopperpahler Allee 120 [email protected] D-83278 TraunsteinD-24119 Kronshagen [email protected] Tel.: +49 (0)8 61-159 67Tel.: +49 (0)431-54 09-0 Fax: +49 (0)8 61-158 [email protected] [email protected]

Weiterbildung

Ansprechpartner

Druckkammer-Liste Recht Geschäftsstelle GTÜM

Dr. med. Ulrich van Laak Benno Scharpenberg Frau Dunja HausmannDAN Europe Deutschland Präsident des Finanzgerichts Köln BG-Unfallklinik MurnauEichkoppelweg 70 Brandenburger Straße 11 Prof. Küntscherstraße 8D-24119 Kronshagen D-41539 Dormagen D-82418 MurnauTel.: +49 (0)4 31-54 42 87 Tel.: +49 (0)171-748 35 13 Tel.: +49 (0)88 41-48 2167Fax: +49 (0)4 31-54 42 88 [email protected] Fax: +49 (0)88 41-48 [email protected] [email protected]

HBO-Therapie Hyperbare Arbeitsmedizin Tauchmedizin

PD Dr. med. Andreas Koch (s.o.) Dr. med. Karl-Peter Faesecke (s.o.) PD Dr. med. Björn Jüttner (s.o.)Dr. med. Dirk Michaelis (s.o.) Dr. med. Dirk Michaelis (s.o.)

Taucherarzt-Liste Forschung Webmaster

Dr. med. Diane Amelunxen (s.o.) PD Dr. med. Andreas Koch (s.o.) Dr. med. Wilhelm Welslau (s.o.)

Beisitzer

Dr. med. Diane Amelunxen Dr. med. Karl-Peter Faesecke Dr. med. Jochen FreierChirurgin Arbeitsmediziner AnästhesistBundeswehrkrankenhaus Hamburg Wilhelmsburger Krankenhaus Tagesklinik für Amb. und Stat. OPsLesserstraße 180 Groß Sand 3 Reifenberger Straße 6D-22049 Hamburg D-21107 Hamburg D-65719 Hofheim/[email protected] Tel.: +49 (0)40-3179-36 07 Tel.: +49 (0)61 92-50 62

Fax: +49 (0)40-3179-36 08 Fax: +49 (0)61 92-50 [email protected] [email protected]

PD Dr. med. Björn Jüttner Dr. med. Dirk MichaelisAnästhesist Anästhesist/BetriebswirtMedizinische Hochschule Hannover Druckkammerz. Rhein-Main-TaunusCarl-Neuberg-Straße 1 Schiersteiner Straße 42D-30625 Hannover D-65187 WiesbadenTel.: +49 (0)176-15 32 36 89 Tel.: +49 (0)6 11-84 72 [email protected] [email protected]

Dr. med. Volker Warninghoff (s.o.) Dr. med. Jochen Freier (s.o.) Dr. med. Karl-Peter Faesecke (s.o.)(Erstdiplome) (Verlängerungen) (Veranstaltungen/Kurse)

FLA Priv.-Doz. Dr. Andreas KochSektion Maritime Medizin amInst. für Experim. Medizin des UKSHChristian-Albrechts-Univ. zu Kielc/o Schifffahrtmed. Inst. d. MarineKopperpahler Allee 120D-24119 KronshagenTel.: +49 431 5409/[email protected]


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■ Einsendeschluss ist jeweils der 15. Tag imersten Monat des Quartals.

■ Es können nur solche Arbeiten und Zuschriftenveröffentlicht werden, die per E-Mail oder CDbei der Redaktion ein gehen.

■ Datenformat: Microsoft WordSilbentrennung: keine Literaturverzeichnis: Nummerieren

■ E-Mail: [email protected]■ Die Autoren werden gebeten, nach Möglich-

keit Artikel aus früheren CAISSON-Heften zuzitieren.

Impressum & Hinweise für Autoren

CAISSON

Organ der Gesellschaft für Tauch- und Überdruckmedizin e.V. • ISSN 0933-3991

Redaktion

Herausgeber

Prof. Dr. Jochen D. SchipkeWildenbruchstraße 10 • D-40545 DüsseldorfTel.: +49 (0)211-57 99 [email protected] • [email protected]

CAISSON erscheint viermal jährlich, etwa zur Mitte der Monate März, Juni, Septemberund Dezember. Redaktionsschluss ist der 15. des Vormonats.

Druck und Versand: Druckerei Marquart GmbH, AulendorfSatz: Eva Ladwein, Essen • Lektorat: Renate Rummel, Grevenbroich

Auflage 1.300; der Bezugspreis ist im Mitgliedsbeitrag enthalten.Alle Zuschriften an die Redaktionsadresse. Kürzungen vorbehalten.

Geschäftsstelle: GTÜM, Dunja Hausmann • BG Unfallklinik Murnau • Prof. Küntscher-Straße 8D-82418 Murnau • Tel. 0 88 41-48 21 67 • Telefax 0 88 41-48 21 66 • [email protected]

Namentlich gekennzeichnete Beiträge stellen die Meinung des Autors dar und sind nicht als offizielle Stellungnahme der Gesellschaft aufzufassen.

Vorstand der GTÜMDr. med. Karin HasmillerBG – Unfallklinik MurnauProf.-Küntscher-Straße 8 • D-82418 MurnauTel.: +49 (0)88 41-48 27 [email protected]

Zu guter Letzt

Unangemeldeter TiefenrauschT Muth & JD Schipke

Betti und Tom tauchen seit vielen Jahren. Fast immergemeinsam. Mittlerweile haben sie jeweils mehr als1.000 Tauchgänge in den sieben Weltmeeren weitge-hend gut überstanden. Bei schlechter Sicht, beiWellengang, bei Strömung und im kalten heimi-schen Baggersee wurde viel Erfahrung gesam-melt. Einige Tauchgänge wurden zwar uner -wartet deko-pflichtig, aber sonst verlief immer alles einigermaßen unproblematisch.

Einige Jahre zuvor wurde an der CostaBrava getaucht. Die Riffe vor Tamariu undCalella waren das Ziel. Beim erstenTauchgang an der berühmten Steilwand vonBegur begann sich Betti auf etwa 50 m irgend-wie seltsam zu fühlen. Sie gab ein entsprechendes Zei-chen, beide stiegen langsam auf, und die Symptomeverschwanden. An der Oberfläche bestand Konsens:

Tiefenrausch. Beim nächsten Tauchgang am gleichenOrt ging alles glatt. Betti fand auf dem Grund sogar eine

schicke Haifisch-Kappe mit der Nummer 25 undsetzte sie auch sogleich auf. Tom hatte diesen

Vorgang zunächst nicht mitbekommen. Erwusste jedoch, dass Kappen üblicherweisenicht zu Bettis Tauchausrüstung gehörtenund kam zu der etwas beunruhigenden Erkenntnis, dass diesmal er es sei, dervom Tiefenrausch erfasst war.

Erstaunlicherweise ließ aber der gemeinsameAufstieg die Tiefenrausch-Kappe nicht ver-

schwinden: Sie war auch an der Oberfläche nochvorhanden – sogar die 25 blieb stehen. Moral: Die Damen sollten sich klar machen, was sie mit einemüberraschenden Kleidungs-Wechsel bei Männern allesauslösen können. Nicht nur unter Wasser.


47www.gtuem.org

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Praxis Helmtauchen (Kurs IIa)

Welslau van Laak Prohaska Faesecke Hartig Kemetzhofer Männer Zimmermann

Druckkammer (Refresher, Malediven)

Notfallübung (Refresher, Nautilus Two)

taucherarzt.atAusbildung & Refresher-Kurse

P 34 Kurse in den letzten 10 Jahren. Deutschland, Österreich, Thailand, Malediven > 680 Absolventenaus: Deutschland, Österreich, Schweiz, Italien, Luxemburg, Niederlande, GB, Malediven, Thailand...

P Direkte internationale Anerkennung seit 2008: DMAC/EDTCmed & ECHM/ECB (einzigen deutschspr.Kurse mit DMAC Approval), GTÜM- & ÖGTH-anerkannt.

P Leitung: Wilhelm Welslau, Taucherarzt seit 1988, Tauchmedizin-Kurse seit 1992, Diving & HyperbaricMedicine Consultant seit 2002, Member of EDTC/ECHM Joint Educational Committee seit 2009.

P Referenten: R. Prohaska (ÖGTH-Präsidentin), U. van Laak (Direktor DAN Europe D, A und H),J. Zimmermann (ehem. Techn. Direktor von HAUX), K.P. Faesecke (Caisson-Experte – tunneldoc.de),F. Hartig, (TecDive-Experte, diving-concepts.at), P. Kemetzhofer (notfallmedizin.or.at),A. Männer (ehem. Berufstauchfirma Nautilus, www. nautilus-two.at)

P Als Experten verfügen alle Referenten über große praktische Erfahrung in ihren Fachbereichen:Tauchtauglichkeit, Tauchen mit Handicap, Tauchunfall-Behandlung, Tec.Tauchen, Apnoe, Forschungs-tauchen, Berufstauchen, Druckluftarbeit, HBO-Therapie, Druckkammer-Technik und Notfallmedizin.Zu Spezialthemen laden wir jeweils weitere Experten ein.

Einzelheiten & aktuelle Kurse: www.taucherarzt.at. Fragen bitte an: [email protected] Kursankündigungen finden Sie auch auf: www.gtuem.org (GTÜM) und www.oegth.at (ÖGTH)

unserenächstenKurse:

P Kurs I Tauchtauglichkeits-Untersuchungen: Wien, 3.-6.10.13

P Kurs IIa Tauchmedizin: Attersee 5.-8.9.13 (Teil 1) / Wien 31.10.-3.11.13 (Teil 2)

P Refresher (16 UE): Klosterneuburg bei Wien 13.-15.2.14

P Refresher (16 UE): Malediven, M/S Nautilus Two 23.4.-3.5.14

C A I S S O NVorstand der GTÜM – BG Unfallklinik MurnauProf. Küntscher-Straße 8, 82418 MurnauPVSt, Deutsche Post AG, Entgelt bezahlt, Z K Z 62369

Jahrgang 28 Inhalt September 2013 Nr. 3

Das Wasser: Wann kommt es wieder? JD Schipke 2

Editorial 3

Tauchen

Erfahrungsbericht über den Taucherarztlehrgang bei der U.S. Navy, HG Fischer 4

Hai-Attacken, K Held, U Erfurth & S Schroeder 7

Kommentierte Literatur: Tauchen

Saturation diving alters folate status and biomarkers of DNA damage and repair, Sara R Zwart et al. 12

HBO-Therapie

Hyperbaric oxygen induces late neuroplasticity in post stroke patiens – randomized, prospective trial, S Efrati et al. 18

Umwelt

Meeresbewohner kämpfen mit zunehmender Verlärmung, Christina Müller-Blenkle 26

Buchbesprechnung

‘Kindertauchen’ von Martha Hoffmann, Eva Selic 32

Leserbriefe

Kommentar zu den Leserbriefen zum Beitrag R Pyrek: ‘Kohlenmonoxid – CO’, JD Schipke 33

Leserbriefe zum Beitrag R Pyrek: ‘Kohlenmonoxid – CO’, U Goebel 33

Antwort auf Leserbrief U Goebel, R Pyrek 37

Nachruf

Unternehmen Xarifa..., KP Faesecke 38

Heute vor...

Tauchgeräte mit Flüssiggasvorrat (Flüssiggas-Tauchergerät AK-3), J Zimmermann 39

Sonstige Veranstaltungen

9. Symposium für Tauchmedizin, Hannover 42

Veranstaltungshinweise

39th Annual Scientific Meeting of the EUBS, Ile de la Réunion 43

Workshop Tauchzwischenfälle: Prävention & Erste Hilfe, Spezialfälle Tauchtauglichkeit, Wien 43

40th Annual Scientific Meeting of the EUBS und GTÜM-Kongress 2014, Wiesbaden 43

Kurse 44

Anschriftenliste GTÜM 45

Hinweise für Autoren & Impressum 46

Zu guter Letzt 46

Inhaltsverzeichnis 48

Caisson 03-13 Caisson 01-09 -...

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