Barotrauma pluća u ronjenju na dah

U cilju boljeg razumijevanja mehanizma nastanka barotraume pluća tijekom ronjenja na dah u dubinu potrebno je prisjetiti se osnovnih postavki o građi dišnog sustava, osnova plinskih zakona te glavnih promjena u dišnom i krvožilnom sustavu koje nastaju tijekom ronjenja na dah...

U cilju boljeg razumijevanja mehanizma nastanka barotraume pluća tijekom ronjenja na dah u dubinu potrebno je prisjetiti se osnovnih postavki o građi dišnog sustava, osnova plinskih zakona te glavnih promjena u dišnom i krvožilnom sustavu koje nastaju tijekom ronjenja na dah. Stoga čitatelja upućujem na sljedeće tekstove:

  • "Adaptacije ljudskog organizma pri ronjenju"
  • "Tjelesne promjene tijekom ronjenja na dah"
  • "Barotrauma pluća u ronjenju na dah"
  • "Gornji dišni sustav - građa, funkcija i bolesti"
  • "Pregled plinskih zakona"
  • "Sigurnost u podvodnom ribolovu"
  • "Mali pojmovnik medicinskih izraza vezanih uz fiziologiju ronjenja na dah"

Podsjetimo se ipak da prilikom urona u dubinu zbog djelovanja povišenog okolnog tlaka dolazi do ograničenog smanjenja volumena prsne šupljine (zbog njene ograničene kompresibilnosti) i posljedično do smanjenja volumena njenog sadržaja (u skladu s Boyle-ovim zakonom) te povećanja tlaka u prsnoj šupljini i plućima. Volumen zraka u plućima se dodatno smanjuje i zbog pomaka ošita i sadržaja trbušne šupljine prema prsnoj šupljini. Podsjetimo se i da je trbušna šupljina omeđena mekim tkivima pa je stoga stlačiva. Na otprilike 25 m dubine, prsna šupljina većine ljudi dostigne maksimum kompresibilnosti i postane vrlo kruta. Ostane li prosječni ronioc na toj dubini ništa se posebno neće dogoditi po cjelovitost nježne arhitekture alveola zbog toga što je tlak u njima jednak tlaku okoline. Odluči li prosječni ronioc krenuti dublje on dolazi u područje u kojem će vrijednost okolnog tlaka porasti, a da istovremeno neće doći do daljnje kompresije prsnog koša i njegovog sadržaja. To se dešava na otprilike 25 metara dubine gdje je maksimalni stupanj kompresije prsnog koša odnosno njegove prilagodbe na povišeni okolni tlak dosegnut. Tada prsni koš postaje kruti kavez čija bi cjelovitost na dubini većoj od 25 metara trebala ovisiti samo o čvrstoći njegovih građevnih elemenata (kosti, mišići) i vrijednosti okolnog tlaka. Dakako da bi u tom slučaju došlo i do značajne razlike tlakova - na površinu tijela djelovao bi tlak koji bi bio značajno viši od tlaka koji vlada unutar alveole. Odgovor na ovakvu ugroženost cjelovitosti prsnog koša i alveola predstavlja tjelesna prilagodba koja se očituje značajnim priljevom krvi u krvne žile pluća sve do njihovih najmanjih ogranaka - kapilara. Ne desi li se ta prilagodba pravovremeno tj. u odnosu na porast hidrostatskog tlaka koji djeluje na stijenku prsnog koša pa time i na alveole može doći do nagnječenja stijenke alveole sa posljedičnim trganjem stijenke pripadajuće kapilare čiji sadržaj potom iscuri u alveolu. S druge strane, tijekom postepenog prilagodbenog odgovora (pospješenim postepenim povećanjem dubine zarona) kapilare koje omataju alveole i nalaze se u pregradama između njih obilno se pune krvlju, njihov volumen raste, debljina stijenke se stanjuje, u njima raste tlak te značajno odebljaju. Uzmemo li u obzir debljinu njihove stijenke, kvalitetu građe njihova zida (na koji između ostalih utječe tjelesna spremnost, način prehrane, genetski faktori, pušenje i životna dob) i brzinu nastanka priljeva krvi razumjet ćemo da neke (oštećene ili manje čvrste) kapilare neće izdržati tako nagao priljev krvi, drastičnu promjenu tlaka i stanje rastegnutosti stijenke pa dolazi do djelomičnog propuštanja krvi ili čak potpunog narušavanja cjelovitosti zida kapilare. Poznavajući prisan odnos koji plućne kapilare imaju s alveolama jasno je da propušteni sadržaj dolazi u dišne puteve i obzirom da se radi o stranom dakle neželjenom sadržaju podražuje ih da bi zaštitnim mehanizmom dišnog sustava - kašljem - bio izbačen. U iskašljaju se pojavljuju tragovi krvi što se naziva hemoptoom. Osim lako prepoznatljive pojave tragova krvi u iskašljaju, u plućima se mogu dogoditi i još neke promjene čije posljedice nisu uočljive odmah po izronu. Naime, alveolarne pregrade čija cjelovitost ne bude narušena tako naglim i opsežnim priljevom volumena krvi ipak značajno odebljaju zbog ulaska tekućine u međustanične prostore što nazivamo edemom. Edem može biti ograničen na jedno područje pluća, ali može biti i generaliziran (zahvatiti svo plućno tkivo), a takav predstavlja za život opasno stanje. Alveolarna izmjena plinova je u slučaju gore navedenog edema tj. zadebljanja/otečenosti znatno otežana jer se više ne vrši kroz membranu iste debljine kao i u stanju mirovanja. Stoga put koji plinovi prelaze postaje dulji pa se vrijeme potrebno za njegovo prelaženje povećava. Brzina izmjene plinova više ne prati pojačane potrebe tijela (što znači da parcijalni tlak ugljičnog dioksida raste, a parcijalni tlak kisika pada) što se očituje dispneom (zaduhom). Zaduhu pridonosi i stalni kašalj kojim se iz dišnih puteva i alveola nastoji izbaciti sukrvavi sadržaj iz puknutih kapilara. Kašalj pak smanjuje i vrijeme raspoloživo za udisaj i to zato jer je moguć sam o izdisaju. To narušava mentalnu stabilnost jer zbog navedenih promjena nastaje osjećaj stalne gladi za zrakom na koju se nadovezuje tjelesna iscrpljenost prouzročena upornim i iscrpljujućim kašljem. Ovo stanje može potrajati par minuta, ali i nekoliko sati pa se u tom slučaju javlja strah i panika. U teškim slučajevima može nastupiti i smrt. Ovaj je fenomen poznat u anglosaksonskom govornom jeziku kao "lung squeeze" tj. gnječenje pluća, a u medicinskoj literaturi kao barotrauma pluća. Pretpostavlja se da je potrebno razoriti na tisuće alveola da bi se pojavili tragovi krvi u iskašljaju stoga je lako razumjeti da opseg razaranja nikako nije zanemariv. Jednom na ovaj način razorene stijenke alveola i plućnih kapilara koje ih obavijaju ne obnavljaju se što znači da se smanjuje raspoloživa površina preko koje se vrši alveolarna izmjena plinova. Prirodno je, stoga, zapitati se - može li se predvidjeti dubina na kojoj bi moglo doći do barotraume pluća ? Poznato je da stijenka prsnog koša kod većine ljudi dosegne maksimum kompresibilnosti na dubini pri kojoj je aktualna vrijednost totalnog plućnog kapaciteta jednaka vrijednosti rezidualnog volumena proračunatog/izmjerenog na površini. Rezidualni volumen iznosi otprilike četvrtinu (25 %) vrijednosti totalnog plućnog kapaciteta. Zaroni li ronioc na dah u maksimalnom inspiriju on raspolaže s totalnim plućnim kapacitetom - za opskrbu tijela kisikom tijekom urona i za prilagodbu povišenom okolnom tlaku. Poznavajući i primjenjujući Boyle-ov zakon teoretski možemo otprilike proračunati da se prosječnom roniocu na dah koji zaroni s totalnim (maksimalnim) plućnim kapacitetom, aktualni volumen pluća izjednači s vrijednošću rezidualnog volumena (izračunatog na površini) na dubini od otprilike 30 metara. Činjenica je da mladi i dobro tjelesno pripremljeni sportaši s idealno elastičnim plućima i vrlo elastičnom stijenkom prsnog koša imaju vrijednost rezidualnog volumena koja iznosi samo 16 % vrijednosti totalnog plućnog kapaciteta pa bi stoga (uzimajući u obzir samo tu vrijednost i zanemarujući ostale važne prilagodbe) teoretski mogli zaroniti do dubine od 63 metra. Posljednjih godina svjedoci smo da su ljudi zaronili na dah do dubine od 150 i više metara pa je stoga logično da se dubina koju se može postići ronjenjem u apnei ne može samo proračunavati temeljem poznavanja vrijednosti rezidualnog volumena pluća nego treba uzeti u obzir i druge prilagodbene promjene koje se dešavaju tijekom ronjenja na dah u dubinu.

 

Poznata je i vrlo spominjana preraspodjela krvotoka centralizacijom krvi (od periferije, iz organa spremnika i velikih vena trbuha) prema velikim venama u prsnoj šupljini što smanjuje kompresibilni (plinski) volumen unutar prsne šupljine a povećava nekompresibilni (tekući) volumen sadržaja prsne šupljine. Tako se smanjuje stupanj kompresije pluća na velikim dubinama pa je proračunato da se na tako ekstremnim dubinama čak polovina vrijednosti rezidualnog volumena (izmjerenog na površini) zamjenjuje nestlačivim sadržajem - krvlju. Eksperimentalni podaci pokazuju da je volumen krvi koji se nalazi u prsnoj šupljini na dubini od 70 metara veći za 1 litru od vrijednosti tog volumena koju isti ronioc ima na površini. Sisavci koji rone (dupini, kitovi, tuljani, morževi) postižu i veće dubine koje dosežu i 300 metara. Te životinje imaju izrazito savitljive prsne koševe i ogromnu sposobnost preraspodjele krvotoka prema prsnoj šupljini. Nadalje, raspolažu i sa izrazito velikim volumenom krvi u usporedbi sa čovjekom pogotovo ako je izrazimo u odnosu na težinu tijela (litra na kilogram). Poznavajući navedeno, kako bi trebao postupati savjesni ronioc na dah? Iskusi li prosječni ronioc na dah zaduhu i prisutnost tragova krvi u iskašljaju nakon dubokih urona ne bi trebao ustrajati na zaronima na te postignute dubine dok nešto ne promijeni - poveća elastičnost pluća, poveća elastičnost prsnog koša, promijeni tehniku tj. profil ronjenja. Trebalo bi razmisliti tijekom kojeg je vremenskog perioda povećavana max. dubina zarona pa ga promijeniti tj. odlučiti se na konzervativnije povećavanje dubine zarona. U protivnom, ronioc na dah ne riskira samo opetovana trajna i nepopravljiva oštećenja pluća nego i nastanak teškog generaliziranog edema pluća i krvarenje iz prekinutih većih krvnih žila (hemoptiza) što može biti fatalno. U svakom je slučaju korisno uvijek započeti tzv. duboki zaron s maksimalnim inspirijem što omogućuje maksimalni stupanj kompresibilnosti prsnog koša. Teoretski, moguće je doživjeti gnječenje pluća i na manjoj dubini od tzv. proračunate/predviđene temeljem poznavanja vrijednosti rezidualnog volumena. To se može desiti započnemo li uron s plitkim inspirijem kojim ćemo u pluća unijeti uzeti manje zraka i smanjiti stupanj kompresibilnosti prsnog koša. Opasne su i kretnje (posebice inspiratorne) dijafragme na većoj dubini jer pridonose povećanju ionako dosta izražene razlike tlakova (okoline na kojoj se ronioc nalazi i onog u alveolama) što opet pridonosi još većoj većoj prepunjenosti kapilara. Zarone u ekspiriju (tzv. Exale dive, ili FRC dive) treba vršiti vrlo oprezno, oni predstavljau napredne tehnike ronjenja na dah i trebaju biti izvođene u paru i kontroliranim uvjetima. Ronioci na dah koji se nalaze u starijoj životnoj dobi moraju prihvatiti činjenicu da taloženje kalcija na hrskavice rebara koje se povećava s godinama smanjuje elastičnost prsnog koša pa je stoga kod njih stupanj kompresibilnosti prsnog koša značajno smanjen. Povrh toga, vrijednost rezidualnog volumena također se povećava s odmakom životne dobi što opet smanjuje totalni plućni kapacitet pa postoji mogućnost da se gnječenje pluća razvije na relativno manjoj dubini.

 

Osim tehnika povećanja elastičnosti pluća, povećanja rastezljivosti dišnih mišića, povećanja elastičnosti zglobova prsnog koša te povećanja totalnog plućnog kapaciteta na račun smanjenja rezidualnog volumena ne postoje drugi načini treninga koji će smanjiti rizik nastajanja plućne barotraume. Ako ste čuli za kakve druge teorije i tehnike molim da ih zaboravite i zanemarite jer predstavljaju puke tlapnje i neostvarive želje. Važno je napomenuti da nije baš razumno očekivati da prosječan liječnik opće medicine ili čak i manje ambiciozni specijalist bude detaljno upoznat s opasnostima barotraume pluća tijekom dubokih urona na dah. Nema li taj liječnik poseban interes na tom polju ljudske djelatnosti ili je kojim slučajem nešto pročitao na tu temu neće se baš odmah snaći s odgovorom na Vaše pitanje jer mu ta tematika tijekom medicinskog dodiplomskog programa studija nije približena. Takva je situacija kod nas ali i u razvijenim zemljama s boljom medicinom (USA). Pri kraju ovog teksta koristim priliku upoznati vas s osobnim iskustvom barotraume pluća koje ću ukratko opisati.

 

Tijekom drugog dana trećeg tjedna (sredinom ožujka 2003.) tečaja za stjecanje drugog stupnja izobrazbe u ronjenju na dah po programu Apnea Academy ciljna ploča bila je postavljena na dubinu između 20 i 25 metara. Uvjeti su bili ne baš prijateljski (temperatura mora 9° C, vjetar, umjereno valovito more, jaka struja) pa je urone trebalo obaviti u relativno kratkom vremenu jer se s produljenjem boravka u moru pojačavala pothlađenost. Pripreme za urone su sigurno bile kraće nego što bi bile u drugim uvjetima, a i broj urona po vježbi je bio relativno ograničen. Međutim, to sve nije bilo presudno za incident koji mi se dogodio. Kako se ovaj puta radilo u spuštanju na dubinu na kojoj nikad nisam bio žarko sam je želio postići i bio sam poprilično siguran da sam za nju spreman. Stupanj uzbuđenosti je bio značajan pa sam nakon urona na 15, 19 i 21 metar pomalo brzopleto napravio pripremu i s turbo razinom adrenalina u krvi krenuo u dubinu na posljednji zaron tog dana i tog vikenda s kojeg sam htio doći sa, za mene, magičnim brojem 25. Išlo je dobro i nije mi nedostajalo zraka, ali sam na 24 metra osjetio da mi nedostaje zraka za kompenzaciju tlaka u ušima. Pomalo sam forsirano kompenzirao (vjerojatno je bilo elemenata Valsalvinog manevra) i izazvao grč dijafragme, došao do 25 m, okrenuo se i krenuo nazad. Na 15 m me dočekao paretner i izron je protekao bez problema. Došavši na površinu primjetio sam da mi nekako čudno nedostaje zraka (cijeli je zaron trajao nešto više od minute), da sam zadihan, da mi preko disalice ne dolazi zraka koliko mi treba. Onda se pojavio kašalj s iskašljavanjem relativno tekućeg sadržaja poznatog trpkog, lužnatog okusa s tragovima krvi. Malo sam se pribrao, razmislio i posložio konce. Pogledao sam oko sebe i nastojao pri povratku (plivanju) prema obali (jer smo bili otprilike 350 metara od obale) uvijek biti uz nekoga s grupe s kim sam bio na konopu da mi može priskočiti u pomoć bude li potrebno. Uglavnom, došao sam do obale gdje sam slijedećih 20-tak minuta kašljao s tragovima krvi u ispljuvku i osjećao zaduhu. Sve se smirilo nakon pola sata i sigurno sam se dovezao kući. Ipak sam odlučio podvrći se opsežnom pregledu u specijaliziranoj ustanovi za liječenje plućnih bolesti dva dana po incidentu. Svi su nalazi bili uredni, ja potpuno umiren i bogatiji za jedno iskustvo koje Vama naravno ne želim i mislim da ga lako možete izbjeći. Naravno da sam pokušao ocijeniti pravilnost postupanja i raščlaniti uočene učinjene pogreške: prejaka mentalna usredotočenost i riješenost da se ide u nepoznato, slaba (prekratka) priprema urona, potcjenjivanje tj. neuvažavanje starosne dobi, loše (prebrzo) vremensko doziranje povećavanja dubine, kretnje dijafragmom. Priznajem i da sam bivši pušač. Da sam možda išao na duge urone na recimo 21 metara (boravak tijekom 20-30 sekundi) to bi potaklo postepeniji i blaži pomak krvi koji bi moje kapilare ili alveole izdržale.

 

Primjetite li da netko u vašoj blizini pokazuje znakove barotraume pluća (zaduha i tragovi krvi u ispljuvku) pomozite mu da izađe na obalu/popne se na čamac i da što prije počne disati bez uporabe disalice. Ne dajte mu tekućinu na usta dok mu se ne smiri kašalj (da ne udahne tekućinu što bi pogoršalo kašalj) i pomno ga promatrajte. Imate li kisik pri ruci i zante njime rukovati slobodno ga primjenite. Gore navedeni znaci barotraume pluća trebali bi se ublažiti nakon otprilike pola sata, a potraju li duže ili se pogoršaju (plavilo oko usana, vrlo ubrzano i plitko disanje, promjena stanja svijesti) otpratite unesrećenog do najbližeg liječnika. Budite oprezni sa dubokim uronima ako se prepoznajete u nekim od nabrojanih rizičnih skupina kao što su bivši plućni bolesnci, "vikend ratnici" dvojbene tjelesne spremnosti, bivši pušači, aktivni pušači, mladi u srcu/u najboljim godinama. Budite oprezni s vježbama u kojima se zaranja u izdisaju ("na prazna pluća") na veće (preko 7 metara) dubine kao i s izvođenjem vježbe u Jogi poznate kao Udijan Banda na dubini većoj od bazenske (4 metra). Nagla povećavanja ciljne dubine nisu poželjna kao niti kretnje/grčevi dijafragme na dubini. Svakako nastojte povećati elastičnost prsnog koša i pluća i podići opću tjelesnu spremnost.

 

Želim Vam sigurno ronjenje!

 

Damir Detić
16.9.2005