ZATRUCIE TLENEM


Tlen pod zwiększonym ciśnieniem parcjalnym już powyżej 0,4 ata staje się toksyczny dla organizmu człowieka.

Wyróżniamy dwa rodzaje toksycznego oddziaływania tlenu na organizm nurka.

 

1.      Zatrucie przewlekłe nazwane Efektem Lorrain’a Smith’a jest to postać płucna., na skutek długotrwałego oddychania tlenem (kilka dni) pod zwiększonym ciśnieniem (poniżej 1at) występują zmiany płucne (zapalenie płuc). Ta postać w nurkowaniu nie występuje, może się pojawić w przypadku długotrwałego przebywania w komorze dekompresyjnej pod zwiększonym ciśnieniem.

 

2.      Zatrucie ostre nazwane Efektem Paul’a Bert’a  przyczyną jest oddychaniu tlenem pod wysokim ciśnieniem parcjalnym (większym od 1at). Tlen oddziaływuje toksycznie na centralny układ nerwowy a dokładniej na mózgowie. Objawy zatrucia występują bardzo szybko. W nurkowaniu praktycznie mamy do czynienia tylko z takim zatruciem tlenowym.


 

Rozwój zatrucia tlenem uzależniony jest od ciśnienia parcjalnego tlenu, czasu ekspozycji i wrażliwości osobniczej na podwyższone ciśnienie tlenu.


 

Dokładna przyczyna powstawania toksyczności tlenowej nie jest do końca jeszcze znana.

Uważa się, że tlen przyspiesza i zaburza wiele reakcji enzymatycznych, co w efekcie prowadzi do unieczynnienia licznych szlaków metabolicznych i uszkodzenia wielu komórek i tkanek, szczególnie w mózgowiu i płucach.

Toksyczność tlenu spowodowana jest głównie powstaniem nadmiernej ilości wolnych rodników które mogą wchodzić w reakcje , w wyniku których powstają toksyczne dla organizmu związki..

Duży wpływ na rozwój toksyczności tlenu wywiera prężność dwutlenku węgla w pęcherzykach płucnych wyższe PCO2 potęguje efekty tlenu podawanego pod ciśnieniem i przyspiesza występowanie objawów uszkodzenia mózgowia i płuc.      

Czysty tlen może być użyty do nurkowania jeżeli jego ciśnienie parcjalne nie przekroczy akceptowalnej wartości 1,6 ata.

Ciśnienie to odpowiada głębokości 6metrów i NIGDY nie może być przekroczone.

Należy pamiętać, że zatrucie tlenem zależy od czasy jego oddziaływania i może wystąpić przy niższych ciśnieniach jeżeli oddycha się nim w dłuższym okresie czasu.

 

 

 

Tabela. Dopuszczalne ekspozycje tlenowe wg NOAA

PO2 ekspozycji

(atm)

max. czas pojedynczej ekspozycji (min)

max. czas ekspozycji w ciągu 24 godzin (min)

1.6

45

150

1.5

120

180

1.4

150

180

1.3

180

210

1.2

210

240

1.1

240

270

1.0

300

300

0.9

360

360

0.8

450

450

0.7

570

570

0.6

720

720

 

Akceptowalny poziom ciśnienia parcjalnego tlenu wynosi 1,6 ata, a max czas pobytu w wodzie pod tym ciśnieniem to 45 min.

Dlatego podczas nurkowań głębokowodnych należy zawsze starać się utrzymać ciśnienie parcjalne tlenu na poziomie 1,4 ata.

 

Podejście takie zarówno redukuje ryzyko zatrucia tlenowego, jak również umożliwia użycie powietrza wzbogaconego w tlen podczas fazy dekompresyjnej.

 

Przyczyny zatrucia tlenowego


 

-         przekroczenie dopuszczalnych limitów ciśnień parcjalnych tlenu podczas nurkowania,

-         przekroczenie dopuszczalnych granic czasowych oddychania tlenem lub mieszaniną, zawierającą tlen,

-         złe oznaczenie a w konsekwencji pomylenie gazów stosowanych do dekompresji,

-         przekroczenia 70m w nurkowaniu na powietrzu,

-         niewłaściwego sporządzenia mieszanin oddechowych,

 

Jeżeli jedno lub kilka nurkowań w danym dniu przekroczy max. Dopuszczalny limit ekspozycji tlenowej, to przerwa na oddychanie powietrzem atmosferycznym  powinna wynosić co najmniej 12 godzin.

 


Objawy ostrego zatrucia tlenem:


 

-         niepokój, bladość twarzy,

-         drżenie warg, powiek,

-         mdłości, skurcze, wymioty,

-         oszołomienie, brak koordynacji,

-         halucynacje wzrokowe i słuchowe,

-         zawężenie pola widzenia (widzenie tunelowe), zaburzenia mowy,

-         podniecenie, wzmożona pobudliwość nerwowa, uczucie lęku,

-         przyspieszenie luz zwolnienie odechu,

 

Symptomy te jednak rzadko poprzedzają  postać drgawkową.

Początek uogólnionych drgawek jest nagły.

Atak zaczyna się od fazy tonicznej trwającej ok. 30 sek., podczas której nurek traci przytomność i ustaje czynność oddechowa.

Następnie występuje faza kloniczna drgawek z nieskoordynowanymi ruchami całego ciała.

Cały atak trwa najczęściej ok. 2 min.

Jeżeli zatrucie nastąpiło w komorze hiperbarycznej gdzie możliwe jest zastąpienie tlenu powietrzem można bez szkody dla zatrutego dopuścić aby okres bezdechu trwał ok. 5- 8 min.

Nagłe wystąpienie drgawek pod wodą najczęściej kończy się utonięciem.

 


Czynnikami podnoszącymi wrażliwość na zatrucie tlenowe są czynniki zwiększające mózgowy przepływ krwi.


 

Należą do nich między innymi:

-         zanurzenie

-         praca,

-         przechłodzenie, przegrzanie,

-         zwiększenie koncentracji CO2 

-         CO2 może być obecny w mieszaninie oddechowej lub pochodzić z przestrzeni martwych aparatu nurkowego,

 


Tabela .  Zawartość procentowa CNS wg NOAA

Max PO2 (atm)

Max czas ekspozycji (min)

:5

:10

:15

:20

:25

:30

:35

:40

:45

:50

:55

:60

1.20

210

2%

5%

7%

10%

12%

14%

17%

19%

21%

24%

26%

29%

1.25

195

3%

5%

8%

10%

13%

15%

18%

21%

23%

26%

28%

31%

1.30

180

3%

6%

7%

11%

14%

17%

19%

22%

25%

28%

31%

33%

1.35

165

3%

6%

9%

12%

15%

18%

21%

24%

27%

30%

33%

36%

1.40

150

3%

7%

10%

13%

17%

20%

23%

27%

30%

33%

37%

40%

1.45

135

4%

7%

11%

15%

19%

22%

26%

30%

33%

37%

41%

44%

1.50

120

4%

8%

13%

17%

21%

25%

29%

33%

38%

42%

46%

50%

1.55

82

6%

12%

18%

24%

30%

36%

42%

48%

55%

61%

67%

73%

1.60

45

11%

22%

33%

44%

56%

67%

78%

89%

100%

 

 

 


 

Tabela . CNS% Oxygen Exposure Surfaca Interval Credit Table

Surfaca Interval

Start

30

min

60

min

90

min

120 min

180 min

240 min

300 min

360 min

100%

83%

66%

49%

41%

24%

16%

11%

7%

95%

79%

63%

46%

38%

22%

15%

10%

7%

90%

75%

59%

44%

37%

22%

15%

10%

7%

85%

71%

56%

42%

35%

21%

14%

9%

6%

80%

66%

53%

39%

32%

19%

13%

9%

6%

75%

62%

49%

37%

31%

18%

12%

8%

5%

70%

58%

46%

34%

28%

17%

11%

7%

5%

65%

54%

43%

32%

27%

16%

11%

7%

5%

60%

50%

40%

29%

24%

14%

9%

6%

4%

55%

46%

36%

27%

22%

13%

9%

6%

4%

50%

41%

33%

24%

20%

12%

8%

5%

3%

45%

37%

30%

22%

18%

11%

7%

5%

3%

40%

33%

36%

20%

17%

10%

7%

5%

3%

35%

29%

23%

17%

14%

8%

5%

3%

2%

30%

25%

20%

15%

12%

7%

5%

3%

2%

25%

21%

16%

12%

10%

6%

4%

3%

2%

20%

17%

13%

10%

8%

5%

3%

2%

1%

15%

12%

10%

7%

6%

3%

2%

1%

1%

10%

8%

7%

5%

4%

2%

1%

1%

1%

Start

30

min

60

min

90

min

120

min

180 min

240 min

300 min

360 min

 

Tlen, oprócz toksycznego oddziaływania na ośrodkowy układ nerwowy, wykazuje również toksyczne działanie na układ oddechowy- Efekt Lorrain’a Smith’a.

 

 

Objawy toksyczności płucnej:


 

Są bardzo podobna do zapalenia płuc.

Należą do nich:

-         łaskotanie za mostkiem nasilające się przy wydechu,

-         stałe uczucie pieczenia, gniecenia, a następnie bólu w klatce piersiowej zaostrzane przy wydechu,

-         niekontrolowany, napadowy suchy kaszel,

-         zaburzenia oddechu w spoczynku i podczas wysiłku,

-         zwolnienie oddechu,

-         wtórna infekcja górnych dróg oddechowych,

-         zmniejszenie pojemności życiowej płuc.

 

Najpoważniejszą zmianą w płucach jest postępujące zmniejszenie powierzchni dyfuzyjnej.

Ostatecznie dochodzi do uszkodzenia płuc prowadzącego do ciężkich zaburzeń wymiany gazowej w wyniku obrzęku, niedodmy, i utrudnienia dyfuzji tlenu do krwi.

Występuje paradoksalna sytuacja „anoksji z hiperoksji” – niedotlenienia z nadmiaru tlenu.

 

W końcu lat sześćdziesiątych, ustalono dawkę toksyczności płucnej tlenu UPTD (unit of pulmunary toxic dose - UPTD) równoważną jednominutowej ekspozycji przy ciśnieniu cząstkowym tlenu 0,1MPa

 


Tabela 4. Wartości minutowej dawki tlenowej toksyczności płucnej (UPTD) w funkcji ciśnienia cząstkowego tlenu.

Ciśnienie

UPTD/min

Ciśnienie

UPTD/min

[ata]

[UPTD/min]

[ata]

[UPTD/min]

0,5

0,000

1,6

1,92

0,6

0,265

1,7

2,01

0,7

0,490

1,8

2,20

0,8

0,656

1,9

2,34

0,9

0,831

2,0

2,48

1,0

1,000

2,1

2,61

1,1

1,16

2,2

2,74

1,2

1,32

2,,3

2,88

1,3

1,47

2,4

3,00

1,4

1,62

2,5

3,14

1,5

1,77

 

 

 

Tabela 5. Zmniejszenie (spadek) życiowej pojemności płuc po ekspozycji tlenowej i wymagany czas odpoczynku niwelujący ten efekt

Maksymalna pochłonięta dawka tlemowej toksyczności płucnej

Zmniejszenie życiowej pojemności płuc

Minimalny wymagany czas pomiędzy odbytą a planowaną ekspozycją tlenową

[UPTD]

[%]

[godz.]

615

2

2

825

4

4

1035

6

6

1230

8

8

1425

10

10-12

1815

15

13

2190

20

20

 

 

 

Po przeanalizowaniu wartości w powyższych tabelach toksyczność tlenowa płucna nie odgrywa większej roli w nurkowaniach poza strefą saturacji w porównaniu z toksycznością tlenową mózgową – efekt Poul’a Bert’a.

 


Zapobiegania zatruciu tlenowemu


 

-         ścisłe przestrzeganie dopuszczalnych granic „ciśnienie-czas” podczas nurkowań z użyciem mieszanin oddechowych,

-         eliminacja dwutlenku węgla z czynnika oddechowego,

-         nie dopuszczanie do nurkowania osób nadwrażliwych na tlen hiperbaryczny,

-         dokładna oznaczanie zawartości tlenu w mieszaninach,

-         utrzymywanie dobrej kondycji fizycznej nurków,

-         niedopuszczanie do nadmiernego wysiłku,

-         niedopuszczanie do przegrzania i przechłodzenia nurka,

-         wykonywanie nurkowań powtarzalnych nie wcześniej niż po 12 godzinach odpoczynku,

-         stosowanie jednorazowo ekspozycji tlenowych nie dłuższych niż 30 min.,

-         rezygnacja ze stosowania dekompresji tlenowej na rzecz intensyfikowania jej poprzez użycie mieszanin gazowych: np. nitroksu.