Human Dive Response – Der menschliche Tauchreflex

Lange Zeit hörten und lasen wir immer wieder davon, dass der Mensch den Mammalian Diving Reflex noch aus Urzeiten behalten hat. Während Meeressäugtiere tatsächlich über erstaunliche physiologische Veränderungen beim Tauchen verfügen, sind diese Prozesse beim Menschen vergleichsweise bescheiden. Und doch überraschen Apnoetaucher seit vielen Jahren bis heute immer wieder durch Leistungen, die die Wissenschaft vor einige Rätsel stellt. Der Human Diving Response (menschliche Tauchantwort) ist zwar in einigen Prozessen denen des Mammalian Diving Reflex ähnlich, unterscheidet sich jedoch unter anderem in anatomischer Hinsicht.

Die Entdeckung des Tauchreflexes

Der Physiologe Paul Bert (1833 – 1886) entdeckte bei gründelnden Enten eine Herzfrequenzsenkung (Bradykardie). Der Abfall der Herzfrequenz stellte sich im Laufe der Zeit bei allen lungenatmenden Lebewesen als nur ein Teil mehrerer physiologischer Merkmale beim Tauchen heraus. Robben und Wale verfügen gegenüber anderen Lungenatmern über einen sehr ausgeprägten Tauchreflex.

Tauchreflex - die Mechanismen

Um die Mechanismen des Tauchreflexes zu verstehen, muss man wissen, dass dieser Reflex eine reine Schutzwirkung hat. Da die Luft zum atmen bei allen Säugetieren und beim Menschen begrenzt ist, muss der Organismus alles was Sauerstoff verbraucht ein paar Gänge herunterschalten. Dazu gehört zum Beispiel der Stoffwechsel. Gleichzeitig sorgt der Körper für eine Priorisierung der Sauerstoffversorgung. Dort, wo der Sauerstoff am wichtigsten ist, dorthin fließt das Blut. Zudem greift der Körper auf Reserven zurück, die quasi als Sauerstoffspeicher fungieren. Dazu gehört z.B. das Myoglobin, ein Muskelprotein, das Sauerstoff speichern und wieder abgeben kann.

Was genau bewirkt den Tauchreflex?

Beim Menschen ist es die Immersion – das Eintauchen ins Wasser, das Luftanhalten, der steigende Druck auf die Lungen, und die kältere Temperatur. Je kälter das Wasser, desto stärker der Tauchreflex. Sobald unser Gesicht mit Wasser in Berührung kommt, setzen die ersten Prozesse ein. Dafür sorgen Rezeptoren der Haut um Nase und Mund. Über den Trigeminus Nerv werden die Impulse weitergeleitet und sorgen durch den Parasympathikus für eine Beruhigung des Organismus. Dazu gehört eben auch die Herzfrequenzsenkung.

Phänomen Bloodshift

Mit dem Bloodshift ist tatsächlich eine Blutumverteilung gemeint, die durch die Lungenkompression beim Tieftauchen entsteht. Zum Schutz der Kapillargefäße und der Lungenbläschen, deren Verletzung zu einem Lungenkollaps führen könnten, entsteht in den Extremitäten eine Vasokonstriktion (Blutgefäßverengung), um das Blut von dort zur Lunge zu transportieren. Die Versorgung von Lunge, Herz und Hirn hat durch diesen Vorgang absolute Priorität.

Milzeffekt

Es ist bekannt, dass die Milz in besonderen Fällen durch Adrenalin kontrahiert und rote Blutkörperchen ausschüttet, um eine vermehrte Sauerstoffbindung zu gewährleisten. Bei Walen findet dieser Vorgang durchaus statt. Eine groß angelegte Studie der Universitätsklinik Ulm unter der Leitung von Dr. Klaus – Martin Muth und Prof. Dr. Rademacher im Jahre 2003 mit professionellen Apnoetauchern und anderen Vergleichsgruppen, brachte zwar die Bestätigung, dass die Milz nach mehreren Zeittauchversuchen in 4 Metern Tiefe und Statikzeiten zwischen drei und fünf Minuten sehr wohl kontrahiert, allerdings nur in geringem Maße, sodass es keine signifikanten Hinweise auf exorbitante Leistungen von Apnoetauchern gab.

Mensch versus Meeressäuger

Das, was bei Mensch und Meeressäuger beim Apnoetauchen gleich ist, sind Bradykardie, Hypometabolismus (Stoffwechselreduktion), Bloodshift und bedingt Milzeffekt. Was sind dann die großen Unterschiede? Zum einen haben Meeressäuger viel größere Sauerstoffspeicher, haben viel stärker ausgeprägte Reflexe und sind anatomisch viel besser an das Wasser angepasst. Der Mensch hat zudem ein Brustbein, weswegen sich der Brustkorb nicht beim Komprimieren der Lunge mit zusammenziehen kann. Walen z.B. fehlt das Brustbein, weswegen sich das Gerippe wie eine Spaghettizange zusammenfalten kann und so deren Lunge schützt. Dennoch gibt es noch viel Ungeklärtes, sowohl bei den für den menschlichen Apnoetauchern erstaunlichen Leistungen, als auch bei den sehr großen Unterschieden zu Meeressäugern.

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