Die Luft, die wir einatmen, besteht 78% N2Stickstoff, 21% Sauerstoff O2 und 1% Anteilen anderer Gase wie Argon und Kohlendioxid. (Anmerkung die % Zahlen sind gerundet). Was weniger bekannt ist, dass der Stickstoff und Sauerstoff als Moleküle in unserer Einatemluft sind. Ein Molekül entsteht, wenn zwei Atome eine Verbindung eingehen. (Hinweis zur Schreibweise eines Moleküls: Dies wird dem tiefergestellten 2 angegeben. Das heisst, wenn Stickstoff als N2  geschrieben wird, handelt es sich dabei um ein Molekül von 2 Stickstoffatomen). Wichtig zu wissen ist dies, weil das Stickstoffmolekül andere Eigenschaften besitzt als das Sauerstoffmolekül. Das Sauerstoffmolekül (Sauerstoff O2) ist reaktiv, ist unser lebensnotwendige Energielieferant und unterstützt Verbrennungs- und Oxidationsprozesse, indem es chemisch reagiert. Das Stickstoffmolekül (Stickstoff N2) ist reaktionsträge, sprich es ist nur da, um den Platz in der Luft zu füllen.

Kurz gesagt: Sauerstoff hilft beim Brennen, Stickstoff schaut zu.

Beide Moleküle, Sauerstoff O2 und Stickstoff N2, gelangen beim Einatmen in die Lunge. Dort wandern die Gase aus der Lunge in den Körper. Dieser Vorgang beruht auf den zwei physikalischen Gesetzmässigkeiten:

1) Gase bewegen sich immer vom höheren Druck zum niedrigeren Druck, bis ein Gleichgewicht erreicht ist. (Diffusionsgesetz nach Fick).

2) Gase lösen sich unter Druck in Flüssigkeiten. (Gesetz von Henry).

Der Stickstoff ist, genauso wie der Sauerstoff, am Gasaustausch beteiligt. Im Unterschied zum Sauerstoff, wird der Stickstoff vom Körper in keiner Form gebraucht und verwertet. Er ist nur da, ohne Wirkung. Und jetzt kommt der grosse und alles entscheidenden Unterschied. Das gilt nur solange wir an Land atmen und keine komprimierte Atemluft einatmen.

Wir wissen nun, dass Stickstoff N₂ über die Lunge in den Blutkreislauf gelangt und im ganzen Körper verteilt wird. Je tiefer wir tauchen, desto mehr Stickstoff nimmt unser Körper auf.

Gemäss dem Gesetz von Henry sind zur Hauptsache die drei Faktoren für die Stickstoff-N₂ Sättigung ausschlaggebend:

1. Der Druck, also für den Taucher die aktuelle Tauchtiefe.

2. Die Zeit, während der dieser Druck auf den Körper einwirkt.

3. Die Art der Flüssigkeit bzw. des Gewebes, in das der Stickstoff eindringt.

Eine vollständige Stickstoffsättigung ist erreicht, wenn die Menge an Stickstoff N₂ in der Atemluft der Lunge gleich gross ist wie die Menge im Blut und in den betroffenen Geweben.

Der menschliche Körper besteht zu einem grossen Teil aus Wasser, das als Lösungsmittel für Gase wie Stickstoff dient. Unter normalen atmosphärischen Bedingungen, sprich an Land, ist die Menge an Stickstoff N₂ die im Körper gelöst ist gering. Beim Abtauchen erhöht sich der Umgebungsdruck. 

Dadurch gelangt mehr Stickstoff N₂, in das Blut und wird mit dem Blutkreislauf in die Gewebe transportiert.

Weil unser Körper unterschiedliche Arten von Gewebe haben, werden diese für die Berechnung der Stickstoffsättigung in Gruppen -Fachausdruck Kompartimente- unterteilt.

Dies weil die Sättigung von Geweben unterschiedlich schnell verläuft. Zu der Gruppe mit einer schnellen Sättigung, von nur 5 bis 10 Minuten, gehört das Blut und die Organe (Niere, Leber, Gehirn). Zu der Gruppe mit einer mittleren Sättigungsdauer, ab 30 bis 120 Minuten, gehören die Haut und die Muskeln. Zu der Gruppe mit einer langsamen Sättigungsdauer, ab 2 bis 5 Stunden, gehören die Gelenke, das Fettgewebe und die Knochen. Die Sättigung ist also ein dynamischer Vorgang, der vom Umgebungsdruck, der Tauchtiefe, der Aufenthaltsdauer in der Tiefe und den individuellen Eigenschaften des Gewebes abhängt.

Sobald wir mit dem Beenden des Tauchgangs beginnen, sprich die Tiefe verlassen und langsam auftauchen verändert sich auch der Umgebungsdruck. Deshalb ist in den Gewebezellen der Stickstoff N₂ Teildruck höher, als der in der Atemluft. Demzufolge wandert Stickstoff N₂ von den Gewebezellen via Blutbahnen zu der Lunge und von dort in die Ausatemluft. Dieser Vorgang wird als Entsättigung bezeichnet.

Er unterliegt denselben Gesetzmässigkeiten wie der der Sättigung, nur umgekehrt.  Mit einer alles entscheidender Ausnahme. Wir können so rasch wie möglich Abtauchen. Beim Auftauchen ist dies nicht der Fall. Denn unser Körper erlaubt, ohne dass wir einen Schaden nehmen, nur eine maximal zulässige Differenz des Stickstoff pN2 Teildruck von den Zellen gegenüber der Luft. Dies ist dann erreicht, wenn der Unterschied nicht grösser ist als das doppelte vom Ausgangswert.

Das heisst auch, dass wenn wir unter Einhaltung aller Sicherheitsregeln (Aufstiegsgeschwindigkeit, Sicherheits- und Dekostopp) den Tauchgang beenden, immer noch mehr Stickstoff N₂ in den Körperzellen haben, als die Luft an der Oberfläche. Dieser wird im Laufe von Stunden, ohne dass wir dies merken, abgeatmet. Das kann je nach Grad der Stickstoffsättigung bis zu 24 Stunden dauern. Wenn wir früher wieder einen Tauchgang machen, zum Beispiel nach einer Mittagspause von 2 Stunden, dann nehmen wir den noch nicht abgeatmeten Stickstoff mit. Dadurch verändert sich die Ausgangslage betreffend Stickstoff gegenüber dem ersten Tauchgang, die es zu berücksichtigen gibt.

Wenn wir nun zu schnell auftauchen, schneller als die empfohlenen 10 Meter pro Minute, dann wird’s gefährlich. Denn sobald die Druckdifferenz vom Stickstoff N₂ in den Gewebezellen mehr als das doppelte vom Ausgangswert beträgt, dann entstehen Stickstoffgasblasen im Körper. Im wahrsten Sinne des Wortes, der Stickstoff perlt aus. Genauso wie beim Schütteln und öffnen einer Sektflasche. So wie vorangehend aufgezeigt wurde, besteht unser Körper aus schnell, mittel und langsam sättigenden Gewebezellen. Das hat zur Folge, dass nur in dem Bereich des Körpers Stickstoff ausberlt, wo die Teildruckdifferenz den zulässigen Wert übersteigt.

Den Korken knallen lassen ist ja gut und recht, aber bitte nicht in den Gewebezellen in unserem Körper. Denn dort sind die Stickstoffgasblasen Auslöser eines Dekompressionsunfalles. Je nachdem, wo sie entstehen, mit kribbeln und mit Flecken in der Haut, Schmerzen in den Gelenken oder in schweren Fällen Lähmungserscheinungen verbunden mit lebensbedrohlichen Störungen. Der unsichtbare Feind trifft uns in voller Härte.

Auch dafür ist der erhöhte Teildruck des Stickstoffes verantwortlich. Dies jedoch erst ab einem Stickstoff pN2 Teildruck von 3.12 bar. Das entspricht einer Tauchtiefe von 30 Meter. Was genau macht der erhöhte Stickstoff pN2 Teildruck?

Er wirkt im Gehirn wie ein Narkosemittel und stört die Signalübertragung zwischen den Nervenzellen.

Bei der Stickstoffnarkose kommen die Anzeichen dafür schleichend und nehmen mit zunehmender Tiefe zu. Ab 30 Meter mit verlangsamtem Denken und Reagieren, gefolgt von verminderter Konzentrationsfähigkeit, Fehleinschätzungen und Wahrnehmungsstörungen. Die Atemluft schmeckt komisch, unerklärbare Geräusche ähnlich einer vorbeifahrenden Eisenbahn, gestörte Fokussierung, mal scharf mal unscharf. Ab 40 m kann es gefährlich werden. Angst und Panik oder Euphorie, einem rauschähnlichen Zustand gleich. Deshalb auch die Bezeichnung Tiefenrausch. Taucher, der etwas älteren Generation, kennen die Martiniregel.

Diese besagt: Ab 30 m Tiefe fühlt sich der Tiefenrausch so an, wie wenn man 2 bis 3 Martinis getrunken hat. Ab 40 m Tiefe sind es dann schon wie 4 Martinis. Eindeutig zu viel Martinis intus. Sobald man die ersten Anzeichen der Stickstoffnarkose spürt, dem Tauchpartner signalisieren die aktuelle Tiefe zu verlassen und einige Meter, am besten in den Bereich um 20 m Tiefe, aufzusteigen. Damit wird der pN2 Teildruck reduziert und die Wirkung des Tiefenrausches lässt schlagartig nach. Wir sind geistig wieder voll da und fit. Dies ohne Nachwirkungen wie ein «Hangover» bei einem Alkoholrausch nach einer durchzechten Nacht.

Wenn wir nun mehr über unseren unsichtbaren Feind den Stickstoff wissen, die Auswirkungen von Stickstoff in unserem Körper kennen und entsprechend, bei der Planung und Durchführung eines Tauchganges berücksichtigen, dann können wir die Unterwasserwelt weiterhin sicher geniessen und unvergessliche Taucherlebnisse sammeln.

Fotos & Skizzen Johann Vifian       

Quellen: Viel Fachliteratur