Leistungsverhalten beim Tauchen

Tauchen umfasst unterschiedliche sportliche Disziplinen mit jeweils eigenständigem physiologischem und metabolischem Belastungsprofil (stoffwechselbezogenem Belastungsprofil). Hierzu gehören das Schnorcheln, das Apnoetauchen und das Gerätetauchen mit Druckluft oder anderen Atemgasgemischen. Die Leistungsfähigkeit wird durch das Zusammenwirken von Immersion (Eintauchen des Körpers ins Wasser), Umgebungsdruck, Atemmechanik, Gaspartialdrücken (Teildrücken der Atemgase), Wassertemperatur, Strömung, Ausrüstung, Tauchökonomie, körperlicher Fitness und psychischer Kontrolle bestimmt [3-9].

Ernährungsmedizinische Maßnahmen können die Energieverfügbarkeit, Thermoregulation (Regulation der Körpertemperatur), Konzentrationsfähigkeit und Regeneration unterstützen. Sie ersetzen jedoch weder eine fachgerechte Tauchausbildung noch geeignete Sicherungsverfahren, eine konservative Tauchgangsplanung oder die medizinische Tauchtauglichkeitsbeurteilung. Die spezifische ernährungsmedizinische Evidenz ist begrenzt. Ein erheblicher Teil der Daten stammt aus narrativen Übersichtsarbeiten, kleinen Interventionsstudien oder Untersuchungen an militärischen Tauchern und darf nicht uneingeschränkt auf gewöhnliche Freizeittauchgänge übertragen werden [1, 2, 8-11].

Physiologische Grundlagen (Grundlagen der Körperfunktionen)

Der absolute Umgebungsdruck steigt im Wasser näherungsweise um 1 bar je 10 m Wassertiefe. In 10 m Tiefe beträgt der absolute Druck etwa 2 bar, in 20 m etwa 3 bar und in 30 m etwa 4 bar. Nach dem Boyle-Mariotte-Gesetz nimmt das Volumen eines abgeschlossenen Gasraums mit steigendem Umgebungsdruck ab. Dies betrifft insbesondere die Lunge, das Mittelohr, die Nasennebenhöhlen und den Luftraum innerhalb der Tauchmaske [3-7].

Bereits die Immersion an der Wasseroberfläche bewirkt eine Verlagerung von Blut aus den Extremitäten in den Thorax. Dadurch steigen das zentrale Blutvolumen und die kardialen Füllungsdrücke (Füllungsdrücke des Herzens). Kälte verstärkt die periphere Vasokonstriktion (Verengung körperferner Blutgefäße) und kann die zentrale Volumenbelastung erhöhen. Wasserwiderstand, Flossenschwimmen, Ausrüstungsgewicht, Strömung und eine zunehmende Atemgasdichte können die kardiorespiratorische Belastung (Belastung von Herz und Atmung) zusätzlich steigern [7-9, 12].

Schnorcheln

Beim Schnorcheln befindet sich die Öffnung des Schnorchels an der Wasseroberfläche. Die Lunge wird mit Luft unter annähernd atmosphärischem Druck belüftet, während auf den untergetauchten Thorax zusätzlich der hydrostatische Wasserdruck wirkt.

Eine wesentliche Verlängerung des Schnorchels ermöglicht kein sicheres Atmen aus größerer Tiefe. Mit zunehmender Eintauchtiefe steigt der für die Inspiration erforderliche Unterdruck. Gleichzeitig vergrößert ein längerer Schnorchel den funktionellen Totraum (Atemwegsabschnitt ohne Gasaustausch) und begünstigt die Rückatmung von Kohlendioxid. Handelsübliche Schnorchel sind daher ausschließlich für die oberflächennahe Atmung geeignet [7].

Die Leistungsfähigkeit beim Schnorcheln wird insbesondere durch eine ökonomische Flossentechnik, eine horizontale und strömungsgünstige Wasserlage, eine ruhige Atemführung und einen angemessenen Wärmeschutz verbessert. Gegenströmung, Wellengang, kaltes Wasser und eine ungeeignete Ausrüstung können Energieverbrauch und Atemarbeit deutlich erhöhen.

Apnoetauchen

Die Apnoeleistung wird primär durch die verfügbaren Sauerstoffspeicher in Lunge, Blut und Muskulatur sowie durch den metabolischen Sauerstoffverbrauch bestimmt. Weitere Einflussfaktoren sind die Toleranz gegenüber der zunehmenden Kohlendioxidkonzentration, die Ausprägung des Tauchreflexes, die Bewegungsökonomie, die Druckanpassung und psychische Faktoren [2-6].

Während des Abstiegs steigt der Umgebungsdruck. Das intrapulmonale Gasvolumen (Gasvolumen innerhalb der Lunge) nimmt ab, während die Gaspartialdrücke zunächst ansteigen. Beim Aufstieg expandiert das intrapulmonale Gas erneut. Gleichzeitig kann der alveoläre und arterielle Sauerstoffpartialdruck (Sauerstoffteildruck in den Lungenbläschen und im Schlagaderblut) innerhalb kurzer Zeit deutlich abfallen. Das Risiko einer hypoxischen Bewusstlosigkeit ist deshalb während der letzten Meter des Aufstiegs und unmittelbar nach Erreichen der Wasseroberfläche besonders hoch [3-6].

Die Apnoe und insbesondere der Kontakt des Gesichts mit Wasser lösen eine autonome Tauchreaktion (unwillkürliche Körperreaktion beim Tauchen) aus. Zu ihren Komponenten gehören eine periphere Vasokonstriktion, eine Zentralisation des Blutvolumens (Verlagerung des Blutes zur Körpermitte) und meistens eine Abnahme der Herzfrequenz. Kaltes Wasser im Gesichtsbereich kann diese Reaktion verstärken. Die tatsächliche Herzfrequenz während eines Tauchgangs wird zusätzlich durch körperliche Aktivität, psychische Anspannung, Wassertemperatur und Trainingszustand beeinflusst [3-5].

Hyperventilation (übermäßige Atmung) vor dem Apnoetauchen: Eine bewusste Hyperventilation senkt hauptsächlich den arteriellen Kohlendioxidpartialdruck (Kohlendioxidteildruck im Schlagaderblut). Die Sauerstoffspeicher des Körpers werden dagegen nur geringfügig vergrößert. Der Atemreiz setzt dadurch später ein, obwohl die Sauerstoffsättigung (Anteil des mit Sauerstoff beladenen Blutfarbstoffs) bereits kritisch abgefallen sein kann. Hyperventilation erhöht daher das Risiko einer hypoxischen Bewusstlosigkeit und ist keine sichere leistungssteigernde Maßnahme [3-6].

Sicherungsverfahren: Apnoetauchen darf nicht allein erfolgen. Erforderlich sind eine ausgebildete Sicherungsperson, direkter Sichtkontakt, ein abgestimmtes Rettungsverfahren und ausreichende Oberflächenpausen. Auch trainierte Apnoetaucher sind nicht vor einer hypoxischen Bewusstlosigkeit geschützt [5, 6].

Regelmäßiges Apnoetraining kann die Bewegungsökonomie, die Toleranz gegenüber Hyperkapnie und die Ausprägung der Tauchreaktion verbessern. Diese Anpassungen erhöhen jedoch nicht automatisch die Sicherheit. Eine steigende Leistungsfähigkeit kann zu größeren Tiefen und längeren Apnoezeiten führen und damit die Exposition gegenüber Hypoxie (Sauerstoffmangel im Gewebe), pulmonaler Kompression und Dekompressionsstress erhöhen [3-6].

Gerätetauchen

Beim Gerätetauchen wird das Atemgas unter dem jeweils herrschenden Umgebungsdruck bereitgestellt. Mit zunehmender Tiefe steigt die Dichte des Atemgases. Dadurch nehmen turbulente Strömung, Atemwegswiderstand und Atemarbeit zu. Körperliche Anstrengung, eine hohe Atemfrequenz, Gegenströmung, eine ungünstige Tarierung oder ein erhöhter Atemreglerwiderstand können die alveoläre Ventilation (Belüftung der Lungenbläschen) zusätzlich beeinträchtigen [7].

Die zunehmenden Gaspartialdrücke können abhängig von Atemgaszusammensetzung, Tauchtiefe und Expositionsdauer zu Inertgasnarkose oder Sauerstofftoxizität führen. Allgemeingültige Tiefengrenzen lassen sich nicht unabhängig von Gasgemisch, Tauchprofil, Ausrüstung und individueller Empfindlichkeit angeben.

Unter erhöhtem Umgebungsdruck lösen sich vermehrt Inertgase im Blut und in den Geweben. Beim Aufstieg müssen diese kontrolliert über die Lunge eliminiert werden. Ein zu rascher Druckabfall, eine unzureichende Dekompression oder ungünstig geplante Wiederholungstauchgänge können zur Bildung von Gasblasen und zu einer Dekompressionskrankheit (Taucherkrankheit) führen. Aufstiegsgeschwindigkeit, Sicherheitsstopps und gegebenenfalls erforderliche Dekompressionsstopps müssen entsprechend dem angewandten Tauchverfahren eingehalten werden [LL1].

Immersionslungenödem

Das Immersionslungenödem ist eine potenziell lebensbedrohliche Komplikation beim Schwimmen, Schnorcheln, Apnoe- und Gerätetauchen. Durch die immersionbedingte Zentralisation des Blutvolumens, erhöhte pulmonale Gefäßdrücke (Druckwerte in den Lungengefäßen) und zusätzliche Belastungsfaktoren kann Flüssigkeit in das Lungeninterstitium (Lungenzwischengewebe) und in die Alveolen (Lungenbläschen) übertreten [12, LL3].

Begünstigende Faktoren:

• bereits durchgemachtes Immersionslungenödem
• höheres Lebensalter
• arterielle Hypertonie (Bluthochdruck)
• strukturelle oder funktionelle Herzerkrankungen
• kaltes Wasser
• intensive körperliche Belastung
• erschwerte Einatmung gegen einen negativen Atemwegsdruck (Unterdruck in den Atemwegen)
• übermäßige Flüssigkeitszufuhr unmittelbar vor der Immersion

Warnzeichen: Plötzlich einsetzende Atemnot, ungewöhnliche Leistungsminderung, Husten, thorakales Engegefühl (Engegefühl im Brustkorb), schaumiger oder blutig tingierter Auswurf, Zyanose (bläuliche Verfärbung durch Sauerstoffmangel), Verwirrtheit oder Bewusstseinsstörungen sind verdächtig. Der Tauchgang ist kontrolliert zu beenden. Nach der Bergung sind Sauerstoffgabe und eine unverzügliche notfallmedizinische Abklärung erforderlich [LL1, LL3].

Nach einem gesicherten oder hochgradig wahrscheinlichen Immersionslungenödem ist vor einer erneuten Tauchexposition eine spezialisierte tauchmedizinische und kardiologische Beurteilung (herzmedizinische Beurteilung) erforderlich. Das gemeinsame Positionspapier der South Pacific Underwater Medicine Society und des United Kingdom Diving Medical Committee rät nach einem Immersionslungenödem nachdrücklich von weiterem Tauchen mit komprimiertem Atemgas ab [LL3].

Körperliche Leistungsfähigkeit und Training

Eine gute allgemeine Ausdauerleistungsfähigkeit erhöht die Belastungsreserve bei Strömung, Wellengang, Kälte, längeren Oberflächenstrecken und ungeplanten Zwischenfällen. Neben der Ausdauer sind Kraft, Beweglichkeit, Koordination, Flossentechnik, Tarierung und Atemökonomie bedeutsam [8, 9].

Die Befunde aus Untersuchungen an militärischen Tauchern zeigen, dass für komplexe und körperlich anspruchsvolle Tauchoperationen sowohl eine hohe aerobe Leistungsfähigkeit (Ausdauerleistungsfähigkeit unter Sauerstoffnutzung) als auch eine gut entwickelte Ganzkörperkraft erforderlich sein können. Diese Ergebnisse sind jedoch nicht unmittelbar auf gewöhnliches Freizeittauchen übertragbar [8, 9].

Energiebedarf

Der Energiebedarf eines Tauchers hängt von Körpermasse, Trainingszustand, Tauchdauer, Wassertemperatur, Strömung, Wärmeschutz, Ausrüstungsgewicht, Atemarbeit und zusätzlicher körperlicher Aktivität an der Wasseroberfläche ab. Für gewöhnliche Freizeittauchgänge existiert kein allgemeingültiger pauschaler Energiezuschlag [1, LL4].

Bei langen Kaltwassertauchgängen kann der Energieumsatz erheblich ansteigen. In einer Untersuchung an militärischen Tauchern führte ein sechsstündiger Trainingstauchgang in 5 °C kaltem Wasser trotz umfangreicher Schutzkleidung zu einer durchschnittlichen Erhöhung des Energieumsatzes um 53 %. Wegen des extremen Einsatzprofils, der kleinen Stichprobe und der ausgeprägten interindividuellen Streuung können daraus keine verbindlichen Energieempfehlungen für Freizeittaucher abgeleitet werden [8].

Ein länger anhaltendes Energiedefizit kann Regeneration, Immunfunktion, Thermoregulation, Konzentrationsfähigkeit und körperliche Leistungsfähigkeit beeinträchtigen. Bei mehrtägigen Tauchserien und zusätzlichem Sporttraining sollte deshalb auf eine ausreichende Energieverfügbarkeit geachtet werden [1, 9, LL4].

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind insbesondere bei längeren Schwimmstrecken, Gegenströmung, wiederholten Tauchgängen und kalten Umgebungsbedingungen ein wichtiger Energieträger. Ziel ist eine dem tatsächlichen Belastungsumfang angepasste Kohlenhydratverfügbarkeit [1, 2, LL6].

Für einen einzelnen, wenig belastenden Freizeittauchgang ist keine spezielle Kohlenhydratbeladung erforderlich. Bei mehreren Tauchgängen pro Tag, langen Flossenschwimmstrecken oder zusätzlichem Ausdauertraining kann eine kohlenhydratbetonte Ernährung vor und zwischen den Belastungen die Wiederauffüllung der Glykogenspeicher (Kohlenhydratspeicher) unterstützen [1, 2, LL6].

Etwa 2-4 Stunden vor dem Tauchgang eignet sich eine vertraute, gut verträgliche Mahlzeit mit Kohlenhydraten und einer moderaten Proteinmenge. Sehr große Mahlzeiten unmittelbar vor dem Tauchgang können Völlegefühl, gastroösophagealen Reflux (Rückfluss von Mageninhalt in die Speiseröhre) und Übelkeit begünstigen.

Protein

Der Proteinbedarf richtet sich primär nach dem gesamten Trainingsumfang und nicht nach dem Aufenthalt unter Wasser allein. Für Sportler mit einem Trainingsumfang von mindestens etwa fünf Stunden pro Woche nennt das DGE-Positionspapier abhängig von Trainingszustand, Trainingsziel und Belastungsphase einen Bereich von etwa 1,2-2,0 g Protein/kg Körpergewicht und Tag [LL7].

Für gelegentliche Freizeittaucher ohne umfangreiches zusätzliches Training besteht kein nachgewiesener tauchspezifischer Mehrbedarf. Eine regelmäßige Verteilung hochwertiger Proteinquellen über den Tag unterstützt die Muskelproteinsynthese (Aufbau von Muskeleiweiß) und Regeneration. Isolierte Aminosäuren oder verzweigtkettige Aminosäuren sind bei ausreichender Gesamtproteinzufuhr nicht erforderlich [1, LL7, LL10].

Fette

Fette sind Bestandteil einer ausgewogenen Ernährung und liefern essenzielle Fettsäuren sowie fettlösliche Vitamine. Eine sehr fettreiche Mahlzeit unmittelbar vor dem Tauchen kann die Magenentleerung verzögern und bei entsprechend disponierten Personen Reflux, Übelkeit oder Seekrankheit verstärken.

Eine ketogene Ernährung (sehr kohlenhydratarme, fettreiche Ernährung), ein gezieltes Fat Loading oder die Einnahme exogener Ketone zur Verbesserung der akuten Tauchleistung beziehungsweise zur Vorbeugung von Sauerstofftoxizität oder Dekompressionskrankheit ist nicht ausreichend klinisch belegt und wird nicht allgemein empfohlen [1, 2, LL8].

Flüssigkeitsversorgung und Elektrolyte

Immersion führt durch die zentrale Blutvolumenverschiebung zu einer vermehrten Harnausscheidung. Zusätzliche Flüssigkeitsverluste können durch Schwitzen im Tauchanzug, die Befeuchtung trockener Atemgase, Hitze an der Wasseroberfläche, längere Bootsfahrten, Erbrechen bei Seekrankheit und eingeschränkte Trinkmöglichkeiten entstehen [1, 10].

Ziel ist eine ausgeglichene Flüssigkeitsbilanz. Eine relevante Dehydratation (Austrocknung) ist ebenso zu vermeiden wie eine forcierte Überwässerung. Die Flüssigkeitsverluste unterscheiden sich sowohl zwischen verschiedenen Tauchern als auch bei derselben Person zwischen einzelnen Tauchgängen erheblich [10].

In einer Beobachtungsstudie an 41 Sporttauchern mit insgesamt 342 Tauchgängen betrug der durchschnittliche Gewichtsverlust nach dem ersten Tauchgang des Tages etwa 1,0 kg. Aufgrund der großen inter- und intraindividuellen Variabilität lässt sich daraus jedoch keine allgemeingültige Trinkmenge pro Tauchgang ableiten [10].

Kleine Humanstudien weisen darauf hin, dass eine moderate Flüssigkeitsaufnahme vor dem Gerätetauchen die nach dem Auftauchen nachweisbare venöse Gasblasenlast (Menge der Gasblasen im venösen Blut) reduzieren kann. Damit ist nicht belegt, dass eine bestimmte Trinkmenge die Häufigkeit einer klinischen Dekompressionskrankheit vermindert [1, 11].

Eine übermäßige Flüssigkeitsaufnahme unmittelbar vor dem Tauchen ist nicht sinnvoll. Sie kann die immersionbedingte zentrale Volumenbelastung verstärken und wird als möglicher Risikofaktor für ein Immersionslungenödem bewertet [LL3].

Die Flüssigkeitszufuhr sollte anhand von Tauchdauer, Umgebungstemperatur, Körpergewichtsveränderung, individueller Schweißrate und zusätzlicher körperlicher Aktivität geplant werden. Bei längeren Belastungen und relevanten Schweißverlusten ist Natrium der quantitativ wichtigste zu ersetzende Elektrolyt [LL5].

Eine routinemäßige Magnesiumeinnahme vor dem Tauchen ist nicht evidenzbasiert. Bei wiederkehrenden Muskelkrämpfen sind Flossentechnik, muskuläre Ermüdung, Kälteeinwirkung, Ausrüstung, Flüssigkeits- und Elektrolythaushalt sowie mögliche medizinische Ursachen zu berücksichtigen [1, LL9].

Mikronährstoffe

Für gesunde Taucher mit bedarfsgerechter, abwechslungsreicher Ernährung besteht keine Indikation für eine pauschale Einnahme von Vitamin- oder Mineralstoffpräparaten. Eine Supplementierung sollte sich an der individuellen Ernährung, besonderen Risikokonstellationen und gegebenenfalls einem laborchemisch nachgewiesenen Mangel orientieren. Diese Empfehlung beruht überwiegend auf allgemeinen sporternährungsmedizinischen Grundsätzen; eine eigenständige tauchspezifische Evidenz liegt für die meisten Mikronährstoffe nicht vor [1, 2, LL9, LL10].

Für Kreatin, Coenzym Q10, Omega-3-Fettsäuren, Nitrat, isolierte Aminosäuren oder hoch dosierte Antioxidanzien (Stoffe gegen oxidative Zellschädigung) ist keine hinreichende tauchspezifische Evidenz für eine klinisch relevante Verbesserung der Sicherheit oder der akuten Tauchleistung vorhanden. Eine Einnahme sollte nach allgemeinen sportmedizinischen und ernährungsmedizinischen Kriterien und nicht allein aufgrund der Ausübung des Tauchsports erfolgen [1, 2, LL10].

Leistungssportler sollten ausschließlich qualitätsgeprüfte Nahrungsergänzungsmittel verwenden. Auch bei frei verkäuflichen Produkten sind Verunreinigungen oder nicht deklarierte pharmakologisch wirksame Substanzen (arzneilich wirksame Stoffe) möglich [LL10].

Praktische Ernährung vor, zwischen und nach Tauchgängen

Alkohol sollte vor dem Tauchen und während mehrtägiger Tauchserien vermieden werden. Er kann Urteilsvermögen, Reaktionsfähigkeit, Schlafqualität, Wärmehaushalt und Flüssigkeitsbilanz beeinträchtigen.

Tauchtauglichkeit

Eine qualifizierte Tauchtauglichkeitsuntersuchung dient der Beurteilung, ob Erkrankungen oder funktionelle Einschränkungen unter den besonderen Bedingungen von Immersion, erhöhtem Umgebungsdruck und Atemgasexposition zu einem relevanten Risiko führen können [LL2].

Die Untersuchung umfasst eine strukturierte Anamnese und klinische Untersuchung sowie eine risikoadaptierte Beurteilung von Herz-Kreislauf-System, Lunge, Ohren, Nasennebenhöhlen, neurologischem Status (Zustand des Nervensystems) und körperlicher Leistungsfähigkeit. Je nach Alter, Vorerkrankungen, Medikation und Tauchprofil können ein Elektrokardiogramm, eine Belastungsuntersuchung, eine Lungenfunktionsprüfung oder weiterführende fachärztliche Untersuchungen erforderlich sein [LL2].

Eine erneute medizinische Beurteilung ist insbesondere nach kardiopulmonalen Beschwerden (Beschwerden von Herz und Lunge), neurologischen Ereignissen, Operationen, schweren Infektionen, Tauchunfällen, einem Immersionslungenödem oder einer relevanten Veränderung des Gesundheitszustands erforderlich.

Warnzeichen während und nach dem Tauchen

Neu auftretende Beschwerden im zeitlichen Zusammenhang mit einem Tauchgang müssen grundsätzlich als möglicher Tauchunfall bewertet werden, solange keine andere Ursache sicher feststeht [LL1].

Relevante Warnzeichen:

• Atemnot, Husten oder thorakales Engegefühl
• ungewöhnliche Erschöpfung oder plötzlicher Leistungseinbruch
• Schwindel, Gleichgewichts- oder Koordinationsstörungen
• Seh-, Hör- oder Sprachstörungen
• Taubheitsgefühl, Muskelschwäche oder Lähmungen
• starke Gelenk- oder Muskelschmerzen
• Verwirrtheit, Bewusstseinstrübung oder Bewusstlosigkeit
• schaumiger oder blutig tingierter Auswurf

Bei entsprechendem Verdacht sind eine unverzügliche Sauerstoffgabe mit der höchstmöglichen verfügbaren Sauerstoffkonzentration, eine strukturierte neurologische Beurteilung und eine sofortige tauchmedizinische bzw. notfallmedizinische Kontaktaufnahme erforderlich. Eine Rekompression (erneute Druckerhöhung) im Wasser ist nicht angezeigt [LL1].

Fazit

Die Leistungsfähigkeit beim Tauchen wird durch Technik, Tauchökonomie, Ausdauer, Kraft, thermischen Schutz, Atemarbeit, Tauchprofil und psychische Kontrolle bestimmt. Beim Apnoetauchen sind Sauerstoffspeicher, Sauerstoffverbrauch und der kontrollierte Umgang mit dem Atemreiz zentrale Leistungsdeterminanten. Eine vorausgehende Hyperventilation erhöht das Risiko einer hypoxischen Bewusstlosigkeit und ist zu vermeiden.

Ernährungsmedizinisch stehen eine ausgeglichene Energieverfügbarkeit, eine belastungsabhängige Kohlenhydratversorgung, eine dem gesamten Trainingsumfang angepasste Proteinzufuhr und eine individuell gesteuerte Euhydratation im Vordergrund. Weder eine relevante Dehydratation noch eine forcierte Überwässerung sind sinnvoll.

Für eine pauschale Mikronährstoffsupplementierung oder hochdosierte antioxidative Präparate besteht keine ausreichende tauchspezifische Evidenz. Bei einem nachgewiesenen Mikronährstoffmangel ist dagegen eine gezielte und kontrollierte Substitution angezeigt. Eine qualifizierte Tauchtauglichkeitsbeurteilung, konservative Tauchgangsplanung und das frühzeitige Erkennen medizinischer Warnzeichen bleiben die entscheidenden Voraussetzungen für sicheres und leistungsfähiges Tauchen.

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