2.4 HET GEBRUIK VAN ZUURSTOF

Wat is de invloed van toenemende hoogte op de zuurstofverzadiging van hemoglobine?

Zuurstof wordt gebonden aan het molecuul hemoglobine in de rode bloedlichaampjes.Saturatie staat voor het percentage hemoglobine wat zuurstof aan zich heeft gebonden. Op zeeniveau is de zuurstofsaturatie van het bloed 98%. Bij toenemende hoogte neemt de druk af en wordt het moeilijker voor het bloed om zuurstof te koppelen aan het hemoglobine molecuul. De zuurstofverzadiging daalt. Het lichaam probeert het zuurstoftekort in de hersenen te verminderen door een diepere ademhaling en een hogere hartslag. Het lichaam stuurt meer bloed naar het hart en de hersenen en minder naar bijvoorbeeld de darmen. Komen we met een zweefvliegtuig boven een hoogte van 10.000 ft, dan is de luchtdruk zover gedaald dat het lichaam het zuurstoftekort niet meer voldoende kan compenseren. De zuurstofverzadiging komt onder de 90% en dan spreken we van zuurstoftekort (hypoxie). Het zuurstoftekort wordt ernstiger als we verder stijgen of langer boven de 10.000 ft verblijven.

In de tekening zie je, ter illustratie, het effect van de hoogte op de zuurstofsaturatie van hemoglobine. Bij een zuurstofsaturatie tussen 90 en 98% kan de mens normaal functioneren. Aan de rechterkant zie je de partiële zuurstofdruk in de longen. De lucht bevat op zeeniveau 21% zuurstof. De partiële zuurstofdruk is ± 210 hPa  en dat is ± 160 mm Hg (kwikdruk). Tijdens het inademen vermengt die lucht zich met water en met CO2wat in de longen aanwezig is. Daarom is de zuurstofdruk daar ongeveer 103 mm HG.  De zuurstofdruk neemt met de hoogte af. Hoe lager de partiële zuurstofdruk, des te moeilijker neemt het bloed zuurstof op.

Wat is de gemiddelde ademhalingsfrequentie van een volwassene in rust?

Per minuut haalt een volwassen mens in rust ongeveer twaalf tot zestien keer adem.In rust wordt ongeveer een halve liter lucht per keer ingeademd. Bij hardlopen kan dit wel oplopen tot 4 liter per keer.

Wat zijn de effecten van toenemende hoogte op de totale druk en op de partiële druk van de diverse atmosferische gassen?

Met de hoogte neemt de druk af. Op een hoogte van 5,5 km is de luchtdruk gehalveerd. Per 100 meter neemt de luchtdruk in de onderste lagen af met 12,5 hPa. Op een hoogte van 2500 m is de luchtdruk ongeveer een kwart lager dan op zeeniveau.

Wat is hypoxie en wat betekent dat voor een veilige vluchtuitvoering?

Hypoxie is zuurstoftekort. Boven 3500 m (boven zeeniveau) wordt met zuurstof gevlogen. Wanneer we gaan vliegen komen we in een omgeving met een lagere luchtdruk. Dit heeft gevolgen voor ons lichaam. Het drukverschil tussen longblaasjes en bloed neemt af. Het bloed neemt moeilijker zuurstof op. 

Hoe kan een gezonde volwassene zuurstof tekort compenseren voor een hoogte tot plus minus 4000 meter?

Ons lichaam compenseert dat door intensiever te ademen en een snellere hartslag. Boven ± 3500 meter kan het lichaam dit niet meer compenseren en treedt zuurstoftekort op. Hypoxie geeft een euforisch gevoel. De vlieger merkt niet dat hij gevaarlijk bezig is. Het gebruik van alcohol en medicijnen versterken de symptomen van zuurstofgebrek. Rokers hebben al op lagere hoogte last van hypoxie.

Wat bedoelen we met de term 'Time of Useful Consciousness' (TUC)?

De tijd dat je nog in staat bentom naar een lagere hoogte te gaan. Stel je vliegt op 6000 meter en je zuurstofapparaat weigert, dan moet je zo snel mogelijk dalen naar een hoogte onder de 3000 meter. Doe je dat niet tijdig dan raak je buiten bewustzijn.De gemiddelde TUC voor een gezonde volwassene op 6000 meter is ongeveer 30 minuten.

Wat zijn voor mensen de fysiologische beperkingen op grotere hoogten (boven 10 000ft)?

Het bloed neemt moeilijker zuurstof op. Dit compenseert het lichaam door dieper en sneller adem te halen. De zuurstofsaturatie van hemoglobine is op zeeniveau 98%. Op een hoogte van 10.000 ft is de zuurstofsaturatie van een gezonde zweefvlieger gedaald naar 90%. Bij een zuurstofsaturatie tussen 90 en 98% kan een mens normaal functioneren. Bij een zuurstofsaturatie onder de 90% is er sprake van zuurstoftekort.

Waarom is het onveilig te vliegen boven 10 - 12 000 ft zonder aanvullende zuurstof?

Boven de 10.000 ft hebben we te maken met hypoxie waarden. Het percentage van de zuurstofsaturatie is lager dan 90%. Om de zuurstofsaturatie te verhogen moet het zuurstofpercentage van de ingeademde lucht hoger worden dan 21%. Wanneer een zweefvliegvlucht uitgevoerd wordt op een hoogte dat er kans is op zuurstoftekort dan is de vlieger wettelijk verplicht om zuurstof mee te nemen.

In de tabel hieronder kun je zien hoe hoog het zuurstofpercentage van de ingeademde lucht dan moet zijn.

Waarom hebben levende weefsels zuurstof nodig?

Levend weefsel heeft continu zuurstof en voedingsstoffen nodig om in leven te blijven. Zonder zuurstof kan er geen stofwisseling plaatsvinden.

Welke (minimaal) drie situaties kunnen tijdens een vlucht tot zuurstofgebrek leiden?

Vliegen zonder zuurstofinstallatie boven 10.000ft, een niet goed werkende of defecte zuurstofinstallatie en bij drukcabines een lek in het druksysteem waardoor een te lage druk ontstaat. Boven 10.000 voet heb je extra zuurstof d.m.v een zuurstofinstallatie nodig. Hoe hoger je komt hoe hoger het percentage zuurstof dat aan de ingeademde lucht moet worden toegevoegd. Bij 33.000 voet moet 100% zuurstof worden ingeademd. Op een hoogte van 40.000 voet heb je een drukcabine of een drukpak nodig.

Welke factoren bepalen de mate van zuurstofgebrek?

1. Tijd. Hoe langer je op een hoogte met een tekort aan zuurstof verblijft, hoe fataler.
2. Inspanning. Hoe meer je beweegt en je inspant hoe meer zuurstof het lichaam nodig heeft. Bij een tekort wordt het tekort snel groter.
3. Temperatuur (koude). Hoe kouder het op grote hoogte in een zweefvliegtuig is, hoe meer energie je verbruikt om warm te blijven.
4. Roken, alcohol en sommige medicijnen. Zuurstofgebrek treedt al op een lagere hoogte op bij rokers, bij alcoholgebruik, bij mensen met bloedarmoede en in sommige gevallen bij medicijngebruik.

Welke voorzorgsmaatregelen dient een vlieger te nemen na het doneren van bloed?

Bloeddonoren geven per keer een halve liter bloed. Dat is ongeveer 10% van de hoeveelheid bloed die een mens heeft. Hier merk je in de regel niets van. Mogelijk kun je bij het vliegen iets eerder last krijgen van zuurstoftekort. Het advies is om de eerste 24 uur erna niet te vliegen.

Wat zijn de tekenen en symptomen van zuurstofgebrek?

1. blauwe verkleuring van de nagels en de lippen
2. euforisch gevoel
3. hoofdpijn
4. duizelig worden
5. misselijkheid
6. afname gezichtsvermogen
7. tintelende vingers en tenen
8. dieper ademhalen
9. slechtere reactietijd
10. niet goed besluiten kunnen nemen,

De vlieger reageert niet meer juist op de aanwijzingen van de instrumenten. Het gedrag lijkt op iemand die dronken is. Het kan zijn dat hij zelf weinig werkt van de symptomen die hierboven genoemd worden. Roken en het gebruik van alcohol versterken de symptomen. Vliegers met bloedarmoede krijgen op lagere hoogte last van zuurstofgebrek.

Met welke manieren kun je zuurstofgebrek voorkomen?

1. Lager gaan vliegen
2. Een zuurstofinstallatie gebruiken
3. Gezond leven, want hypoxie treedt bij de ene mens op een lagere hoogte op dan bij een ander. De grens van 3500 m voor het gebruik van zuurstof geldt voor iemand die goedgekeurd is, gezond leeft, dus een optimaal gewicht heeft, voldoende beweegt, niet rookt, matig is met het gebruik van alcohol, zorgt voor weinig stress en goede nachtrust.

Hyperventilatie en de rol van koolzuur in de beheersing en regeling van de ademhaling? 

Ventilatie is een ander woord voor ademhalen. Bij hyperventilatie is de ademhaling sneller en dieper dan normaal. In de longen wordt CO2(koolzuurgas, koolstofdioxide) uitgeademd. Wanneer we zware arbeid verrichten, verbranden we meer zuurstof en ontstaat er meer CO2. Het lichaam reageert hierop door de ademhaling te verdiepen en te versnellen. Daardoor wordt meer zuurstof opgenomen en meer CO2uitgeademd.

Hoe dien je een zuurstofinstallatie te gebruiken?

Boven 3500 m (boven zeeniveau) wordt met zuurstof gevlogen. Voor de start controleer je of de kraan van de fles open staat en het systeem lekvrij is. Zorg ervoor dat slangen niet afgekneld worden en dat je de inhoud van je fles in de gaten houdt. Een goed werkende zuurstofinstallatie is van levensbelang (moet gekeurd zijn). Mocht de installatie op zo'n 7000 m het opgeven dan volgt na tien minuten bewusteloosheid. Bij hapering van de zuurstofinstallatie is er maar een remedie: zo snel mogelijk naar beneden!  Hartkloppingen, een euforisch gevoel, blauwe nagels en niet meer goed uit de woorden kunnen komen zijn signalen dat de installatie niet goed werkt. Breek bij één van deze symptomen de vlucht direct af.

Zorg ervoor dat de zuurstofinstallatie goed schoon, vetvrij en droog is als je hem gaat gebruiken. Hij moet gevuld zijn met zuurstof die geschikt is voor vliegen. Vocht in het systeem kan door de lage temperatuur op grote hoogte bevriezen, waardoor de apparatuur niet meer goed functioneert. Reinig de leidingen en het mondstuk van de zuurstofinstallatie met alcohol (70%). Olie of vet dat in contact komt met zuurstof kan ontbranden. Wanneer je vet op je lippen of huid smeert en daarna zuurstof gebruikt ontstaan er brandwonden. 

De bij het zweefvliegen meest gebruikte zuurstofregelaars kennen 2 standen; 2 of 4 liter zuurstof per minuut. Dit is het zgn. constantflowsysteem. Tussen 3500 en 5000 m moet je 2 liter per minuut gebruiken en tussen 5000 en 7000 m zet je hem op 4 liter per minuut. Voor vluchten boven 8000 m is zo'n zuurstofinstallatie niet geschikt: je dient dan een 'on demand' zuurstofapparaat te gebruiken. 
De druk in een volle zuurstoffles is zo'n 150 bar. Een fles van 4 liter kan dan 600 l zuurstof leveren. Bij een gebruik van 2 liter per minuut kan daar maximaal 5 uur mee gevlogen worden. Bij een gebruik van 4 liter per minuut maximaal 2,5 uur.