Die Sache mit unserer Atmung
Die Luft in großer Höhe ist zwar "dünner" , der Sauerstoffanteil aber in etwa gleich: 21%
Damit man in der Kabine auch in Reiseflughöhe genügend Sauerstoff zum atmen hat, muss man sie unter Überdruck halten.
Was jetzt kommt ist ein wenig schwierig, aber ich glaube es lohnt sich, es wirklich zu verstehen
Versuchen, denn in vielen anderen Bereichen hat man dann so seine „A-Ha!“ Erlebnisse….warum die Dinge so sind wie sie eben so sind.
Also zur Physik/Physiologie
Luft besteht ja aus 21% Sauerstoff 78%Stickstoff + 1% Restgase
(hauptsächlich Argon, andere Edelgase,Wasserdampf, Kohlendioxid)
Daumen*PI: 20% oder 1/5 der Luft ist unser lebenswichtiger Sauerstoff
Atmen wir ein, werden ziemlich genau 5% des Sauerstoffs verbraucht – also unsere
Ausatemluft enthält nur noch 15% Sauerstoff, dafür sind 5% Kohlendioxid dazugekommen, der Rest bleibt gleich bis auf die höhere Luftfeuchte.
Max. ein 2.x darf man seine Ausatemluft wieder "einatmen", sonst würde ja die „Mund zu Mund“
Beatmung nich so ganz funktionieren.
Also Daumen mal "PI" :
Der "unterste" noch lebensmögliche Sauerstoffgehalt liegt bei ca. 11-13% Sauerstoff. (natürlich bei gesunden Leuten mit normaler Lungenfunktion und nicht allzu großer Anstrengung).
Worauf ich hinaus will: Funktionieren tut das über den sogenannten "Partialdruck" (=Teildruck).
Also auf Meeresniveau haben wir 1bar. Der Gesamtgasdruck ist als 1bar - der entsprechende Sauerstoffpartialdruck demnach 0,21bar
Also wir erinnern uns: Atmen normal findet bei 0,21bar Sauerstoffdruck statt und wird gefährlich, sollte der Sauerstoffdruck nur noch bei ca. 0,11-0,13bar ankommen.
Der Luftdruck auf 5500m ist nur noch 0,5bar – also ohne Druckkabine haben wir nur noch einen
Sauerstoffdruck von der Hälfte des normalen 0,21 bar zur Verfügung also 50% von 0,21bar ist halt nur noch 0,105 bar.
Das ist wie man schnell erkennen kann: zu wenig!!
Hier hat die Natur schon eine Riegel vorgeschoben: Unter eigener Kraftanstrengung kommt man
kaum auf Höhen hinauf wo es gefährlich wird, weil wir ja aufgrund der Anstrengung und damit erhöhten Sauerstoffbedarfes eben nicht höher kommen.
Mechanische Hilfsmittel wie Seilbahnen, Auto und natürlich Fluggeräte ermöglichen es sehr wohl in zu große Höhen vorzudringen und das in kurzer Zeit – dann sind wir gefährdet. Die alte „Oma“ mit wenig Blutkörperchen im Auto auf eine hohe Passstrasse zu bringen ist eben keine gute Idee.
Es gibt Menschen, die kommen offenbar mit extremen Höhen sehr wohl zu recht, die große Masse aber sicher nicht. Meist ist bei 2500-3000m Schluss – vor allem sobald man sich nur leicht anstrengen muss.
Wie kann man beeinflussen, dass genügend Sauerstoff in die Blutbahn kommt?
Wir atmen über die Lunge (…das mit der Hautatmung könnt ihr gleich mal vergessen, seit Goldfinger kursieren ja hartnäckiges „wissen“, dass man ohne Haut nicht atmen kann… )
Die Lunge kann man sich vorstellen wie eine große dünne Membrane: Auf der einen Seite die Luft, auf der anderen unser Blut. Im Blut sind unsere Blutkörperchen mit dem roten Hämoglobin.
Unser Blutfarbstoff Hämoglobin ist ein Eiweiß, mit Eisen als Zentralatom (es gibt Schnecken und Krebse, da ist Kupfer durch Eisen ersetzt – sie haben blaues Blut).
Die Struktur ist jedenfalls so gebaut, dass sie Sauerstoff binden kann und zwar mit einer bestimmten Bindungsenergie.
Der Sauerstoff der Luft bindet sich also an das Hämoglobin und wird durch das Blut zu den Verbrauchern im Körper geführt. Z.B. zu den Muskeln transportiert , wo das Myoglobin
(ein Verwandter des Hämoglobins) den Sauerstoff etwas stärker bindet. Daher nimmt es dessen Sauerstofffracht ab. Der Sauerstoff wird zur Energiegewinnung eingesetzt, eine Art kühler Verbrennung wo eben Kohlendioxid und Wasser entsteht. Das Kohlendioxid löst sich im Blut und
wird dann ebenfalls über die Lunge ausgeschieden.
Damit ergibt sich: Man bekommt mehr Sauerstoff in unseren Körper wenn man mehr (intakte)
Lungenoberfläche hat (wir haben 5 Flügel ….zwei-drei glaub ich reichen, ist also überdimensioniert – wohlweislich!)
Hat man ein Problem mit der Lungenfläche muß man entweder eine Sauerstoffmaske tragen oder ins Sauerstoffzelt Erhöhter Sauerstoffanteil = Partialdruck erleichtert ja den Übertrag.
Oder mehr rote Blutkörperchen im Blut oder und hier sind wir beim Druck: Der Sauerstoff einen höheren Druck hat.
Daher ist der Sauerstoffdruck so wichtig (die anderen Parameter ändern sich ja binnen der kurzen Flugzeit ja nicht).
Nur am Rande:
Wie kann man die Zahl an roten Blutkörperchen erhöhen: Ganz einfach: In unserem Knochenmark und Blut sind Stammzellen – das sind Zellen, die zu allen Arten von Blutzellen heranwachsen können (=omnipotent). Zu welchen Zellen sie jetzt heranreifen bestimmen Hormone. Das EPO
(Erythropoetin = Eytrhro-bildend aud deutsch) ist das Hormon, dass die Roten Blutkörperchen
bildet. Bewegt man sich längere Zeit auf größerer Höhe, so wird in der Nebennierenrinde dieses EPO abgegeben und induziert eine verstärkte Zunahme der Blutkörperchen. Damit kann dann der Körper trotz geringerem Sauerstoffdruck in großer Höhe wieder mehr Sauerstoff transportieren.
Mehr Sauerstoff=mehr Leistungsfähigkeit
Nichts anderes ist die Höhenanpassung /Training– früher trainierten Sportler in Unterdruckzelten oder Höhenlagern … heute spritzt man EPO …und das ist dieses Blutdoping !
Überteiben darf man nicht: zu viele Blutkörperchen mache das Blut schwerflüssig….. etc.
Das nette daran: EPO ist eines der Hormone, das schon in extrem geringen Dosen wirkt: um die 10ng 100.000stel eines Gramms pro Dosis. (Wir habe bei uns in der Firma einige 100g „herumliegen“ 
- weltweit werden geschätzt ca 500g verkauft …der Marktpreis ist dabei um die
10 Mrd. US$ )
Interessant ist auch zu wissen:
Die Blutkörperchen binden auch andere Stoffe: z.b das berüchtigte Kohlenmonoxid (im Rauchgasen bei unvollständiger Verbrennung – Autoabgase, Durchlauferhitzer..) und die extrem giftig Blausäure.
Letztere so stark, dass man dadurch bei entsprechender Menge, wenn eben zu viel Hämoglobin damit besetzt ist, erstickt.
Bei Kohlenmonoxid hilft eine sofortige Sauerstoffbehandlung: Es bindet sich nämlich zwar stärker als die 0,21bar Sauerstoffdruck in der Luft, aber 100% Sauerstoff kann aufgrund des höheren Sauerstoffdruckes, dieses wieder verdrängen. Daher wird man bei Rauchgasvergiftungen sofort eine Sauerstoffmaske bekommen.
Zurück zu unserem Höhenproblem im Flugzeug:
Eine Sauerstoffunterversorgung kann eben jetzt durch Einatmen von reinem Sauerstoff
entgegentreten:
Atmet man reinen Sauerstoff ein - sind das 1bar Sauerstoffdruck. (auf Meereshöhe)
( Ab 2bar Sauerstoffdruck wird der übrigens giftig. Man fängt zu zittern an und wird blau und stirbt). Daher darf mit reinem Sauerstoff max. 10m [=2bar] tief getaucht werden.)
Wenn also der Luftdruck nur halb so viel ist, reicht ja der Sauerstoffdruck in der Luft nicht mehr aus: =0,105bar) Atmet man aber reinen Sauerstoff ein, hat man noch 0,5bar Sauerstoffdruck - also mehr als ausreichend.
Es reicht deshalb auch aus, dass wir die Einatemluft nur etwas mit Sauerstoff anreichern, daher braucht die Maske nicht luftdicht sein.
Auf einer Höhe von 18.400m gibt es nur noch 10% des Luftdruckes also nur mehr 0,1bar
Wenn man da jetzt reinen Sauerstoff einatmet sind wir also bei einem Sauerstoffdruck von 0,1bar
.Da wird es schon sehr kritisch. Alle die da oder höher herumfliegen brauchen also eine Druckkabine und Druckanzug und Sauerstoffmaske – siehe Militärjets)
Normale Passagierflugzeuge fliegen maximal auf 12000-13.000m, daher reicht reiner Sauerstoff noch aus, falls es zu einem Druckabfall kommt.
Das erklärt auch, dass Paxe (Passagiere), welche Problem mit der Lunge haben (oder zu wenig rote Blutkörperchen für den Transport) - in Reiseflughöhen ( um die 2500m) auf jeden Fall
Probleme mit der Atmung bekommen - dann hilft nur Sauerstoff.
Der wird auf Anfrage in Flaschen (zu den Notfallflaschen an Board) mitgenommen.
Das vergessen auch öfter die Hausärzte, den Patienten zu sagen, dass es nicht klug ist, zu fliegen.
Wer also leicht außer Atem kommt bei "normalen" Tätigkeiten und nicht weis woher (mangelndes
Training/sportlichkeit ?) hat ein Problem..... (dass er schleunigst zum Arzt gehen sollte, sollte klar sein!).
Was passiert, wenn man im Flugzeug auf großer Höhe einen Druckabfall hat:
Bei schlagartigem Druckabfall:
Man muss schnell sein:
Innerhalb ca. 15-20 Sekunden wird man bewusstlos – die letzten 5 Sekunden euphorisch. Kurz vor der Bewusstlosigkeit sieht man schwarz, weil der Sehnerv am schnellsten auf Sauerstoffmangel reagiert.
Daher: Sofort eine Maske schnappen und ruhig weiteratmen. Dann hat man alle Zeit der Welt und anderen (Kindern etc) in der Umgebung zu helfen.
In den Toiletten sind auch zwei Masken (nicht was ihr denkt!!…man könnte ja auch mit Kind da sein) – falsch währe es jedenfalls zum Platz zurückkehren zu wollen ohne Sauesrtoffmaske.
Durch den Druckabfall kühlt sich die Kabinenluft ab, es kann also zu Nebelbildung kommen und durch den Druckwechsel kann es auch zu Ohrenschmerzen kommen.
Der Sauerstoff für die Masken wird normalerweise über einen kleinen chemischen Generator erzeugt. Fallen die Atemmasken heraus aktiviert man diesen durch ziehen am Schlauch.
Dabei werden zwei Chemikalien gemischt und produzieren Sauerstoff für ca. 20 Minuten.
Die Crew selbst hat eine eigene Sauerstoffversorgung aus Flaschen..
Nochmals: Kein Grund zur Panik! Ruhig bleiben auch wenn es schwer fällt:
Der Pilot wird sofort einen Sinkflug auf eine sichere Höhe auf 4000m einleiten und das ist mitunter ein ziemlicher Ritt. Nach 5-7 Minuten wird es diese erreichen und dann weitere Informationen geben. Durch die hohe Luftgeschwindigkeit kann es auch etwas lauter werden.
Also ruhig weiteratmen - dann atmet man stärker durch Sauerstoff angereicherte Luft ein – es wird rütteln und eventuell nebelig sein.
Wenn das Schütteln aus ist, habt ihr es überstanden.
Ist der Flug nicht weit (z.B. Innerdeutschland), gibt es in den allermeisten Fällen kein Grund zum Ausgangsflughafen oder Zielflughafen in geringer Höhe weiterzufliegen. Je nach dem was näher ist. Wenn es die Umstände erfordern wird man natürlich auf einem Ausweichflughafen der näher ist landen.
Ob Druck in der Kabine ist oder nicht beeinflusst mal nicht die Flugeigenschaften des Flugzeuges – sondern nur ob wir genügend Sauerstoff zum Atmen haben oder nicht.
Weil es am Himalayamassiv extrem lange Wege gibt, wo man nur auf einem Minimum von 5000m fliegen dürfte (im Fall eines Kabinendruckverlustes) fliegen die Airlines nördlich oder Südlich vorbei. Fluglinien, die Flugzeuge betreiben die über dieses extrem hohe Ebene fliegen sind mit einer Sauerstoffversorgung aus Gasflaschen ausgestattet. Damit hat man dann wesentlich länger Zeit, auf eine Höhe zu kommen, wo ein atmen ohne zusätzlichen Sauerstoff möglich ist.
So dass war auch schon das allerschwierigste zum Mitdenken ….als nächstes kommt der Sinkflug mitsamt Landung dran würde ich sagen
