“Και επορεύθη Αβράμ, και έλαβε τον κριόν, και ανήνεγκεν αυτόν εις ολοκάρπωσιν αντί του Ισαάκ του υιού αυτού»  – ‘Και ο Αβραάμ πήρε το κριάρι, και το θυσίασε αντί για τον γιό του τον Ισαάκ’ (Παλαιά Διαθήκη, Γένεσις 22,13)

 

ΘΕΩΡΙΑ, ΒΗΜΑ ΠΡΩΤΟ: ΠΙΕΣΗ, ΣΥΜΠΙΕΣΗ

1660: Ο  sir Robert Boyle πραγματοποιεί το πρώτο πείραμα στην ιστορία που καταδεικνύει τις θανατηφόρες συνέπειες της απότομης αποσυμπίεσης σε ένα ζωντανό ον:  ένας παπαγάλος πεθαίνει από ασφυξία μέσα σε ένα γυάλινο κώδωνα από όπου αφαιρείται σταδιακά ο αέρας.

Το κοινό παρακολουθεί το διάσημο πείραμα του Boyle. «Ένα Πείραμα επί Πτηνού στην Αεραντλία»  Ελαιογραφία του Joseph Wright of Derby (1768).  Πηγή: 

 

ΘΕΩΡΙΑ, ΒΗΜΑ ΔΕΥΤΕΡΟ: ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΤΗΣ ΑΙΤΙΑΣ ΤΗΣ ΝΟΣΟΥ

1878: Ο Γάλλος φυσιολόγος Paul Bert πραγματοποιεί μία σειρά από πειράματα, τοποθετώντας σκύλους μέσα σε συμπιεζόμενους κώδωνες και κατόπιν αυξάνοντας και μειώνοντας την πίεση του αέρα μέσα στους κώδωνες. Με αυτόν τον τρόπο προσπαθεί να εξομοιώσει ο, τι υφίστανται οι δύτες με σκάφανδρο όταν αναδύονται. Τα πειράματα είναι φρικιαστικά: ένας σκύλος κυριολεκτικά εκρήγνυται μέσα στον κώδωνα όταν τα τοιχώματα σπάνε και η εσωτερική πίεση πέφτει απότομα από τις 9 ατμόσφαιρες στην 1…  Όμως ο Bert αντιλαμβάνεται τον βασικό μηχανισμό που προξενεί την νόσο των δυτών:

• Το άζωτο που αποτελεί το 79% του ατμοσφαιρικού αέρα συσσωρεύεται στους ιστούς του σώματος υπό πίεση. Όταν ο δύτης αναδύεται απότομα, το συμπιεσμένο άζωτο (σαν ένα μπουκάλι σαμπάνιας που ανοίγει ξαφνικά) σχηματίζει φυσαλίδες μέσα στο σώμα και αυτές προξενούν την νόσο, τραυματίζοντας τους γύρω ιστούς.

Όμως οι δύτες που πεθαίνουν στα νερά του Αιγαίου και οι τσακισμένοι εργάτες των caissons πρέπει να περιμένουν ακόμη μερικές δεκαετίες μέχρι να ανακαλυφθεί πώς η αποσυμπίεση θα γίνει σύμμαχος αντί για εχθρός τους.

Ο Paul Bert

ΘΕΩΡΙΑ ΒΗΜΑ ΤΡΙΤΟ:  ΘΥΣΙΑ ΚΑΙ ΛΥΣΗ

1907: Το Βρετανικό Ναυαρχείο επιστρατεύει τον διαπρεπή Σκωτσέζο φυσικό  John Scott Haldane ώστε να ανακαλύψει έναν αποτελεσματικό τρόπο αποσυμπίεσης. Τα σύννεφα του πολέμου πυκνώνουν πάνω από την Ευρώπη και εκείνο το Ναυτικό που θα μπορεί να χρησιμοποιήσει τους δύτες του άφοβα και σε μεγάλα βάθη θα έχει σημαντικό πλεονέκτημα στην ταχεία επιθεώρηση και επισκευή  των πολύτιμων πλοίων του και των λιμενικών του εγκαταστάσεων σε καιρό πολέμου.

Ο Haldane, όπως και ο Bert, χρησιμοποιεί ειδικούς θαλάμους που προσομοιάζουν τις συνθήκες πίεσης σε διάφορα βάθη της θάλασσας. Για πειραματόζωα μέσα στους θαλάμους τοποθετεί κατσίκες – κατοικίδια ζώα που είναι εύκολα στην αγορά, τον χειρισμό και την εξέτασή τους και το μέγεθός τους πλησιάζει αυτό του ανθρώπου. Αρχίζει μεθοδικά να συμπιέζει και να αποσυμπιέζει τις κατσίκες σε διαφορετικές πιέσεις και ταχύτητες, καταγράφοντας κάθε λεπτομέρεια. Παρατηρεί ζωντανά την νόσο των δυτών να εκδηλώνεται μπροστά του: Μία κατσίκα που «αναδύεται» απότομα λόγω μείωσης της πίεσης στον θάλαμο, βελάζει από τους πόνους και κατόπιν αρχίζει να λυγίζει και να δαγκώνει τα πόδια της προσπαθώντας απεγνωσμένα να ανακουφιστεί. Αν η αποσυμπίεση είναι πολύ γρήγορη το ζώο πεθαίνει σφαδάζοντας.

Μία από τις κατσίκες του Haldane μετά από πείραμα. Παρατηρείστε πως λυγίζει το ένα της πόδι  για να ανακουφιστεί από τα συμπτώματα της νόσου των δυτών. Πηγή

 

Πολλά ζώα πεθαίνουν, αλλά η θυσία τους δεν είναι μάταιη. Τα αποτελέσματα είναι αυτά εδώ:

Πηγή

Ο πρώτος πίνακας αποσυμπίεσης του Βρετανικού Ναυαρχείου, εκδόσεως 1908, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Journal of Hygiene. Οι σύγχρονοι υπολογιστές καταδύσεων και οι αλγόριθμοί τους έχουν τις απαρχές τους σε αυτόν τον πίνακα.

Ο πίνακας βασίζεται σε τέσσερις αρχές που διατύπωσε ο Haldane για να ερμηνεύσει τα αποτελέσματα των πειραμάτων του και οι οποίες ισχύουν μέχρι σήμερα με κάποιες μεταβολές:

1. Η απορρόφηση και η αποδέσμευση ενός αερίου από τους σωματικούς ιστούς γίνεται εκθετικά.
2. Διαφορετικοί ιστοί του σώματος απορροφούν και αποδεσμεύουν αέρια με διαφορετικούς ρυθμούς.
3. Η αποσυμπίεση επιτυγχάνεται με την μείωση της πίεσης του περιβάλλοντος.
4. Η πίεση του αερίου σε έναν ιστό δεν θα πρέπει να είναι διπλάσια της πίεσης του περιβάλλοντος (ώστε η αποσυμπίεση να μην είναι επιβλαβής)

 

Η θεωρία της αποσυμπίεσης

Δύο λόγια για την θεωρία της αποσυμπίεσης:  Ο  Haldane δεν είχε δυνατότητα (όπως ούτε και εμείς άλλωστε, ακόμα) να παρακολουθεί ζωντανά τι συμβαίνει μέσα στους ζωντανούς ιστούς ενός σώματος κατά την ανάδυση. Για ευκολία θεώρησε ότι το σώμα ενός ζωντανού οργανισμού χωρίζεται σε πέντε ιδεατά «διαμερίσματα ιστών».  Κάθε «διαμέρισμα ιστού» απορροφά άζωτο λόγω της αυξανόμενης πίεσης κατά την κατάδυση, το καθένα όμως με διαφορετική ταχύτητα. Όταν ένα διαμέρισμα ιστού «γεμίσει» με άζωτο και η πίεση αζώτου μέσα του είναι ίδια με αυτή του περιβάλλοντος, λέμε ότι βρίσκεται σε κατάσταση κορεσμού. Μόλις ξεκινά η ανάδυση, η διαφορά πίεσης ανάμεσα στον κορεσμένο (γεμάτο  με άζωτο) ιστό και το εξωτερικό περιβάλλον αναγκάζει τον ιστό να αποβάλλει το περισσεύον άζωτο, μέχρι να έχει ξανά την ίδια πίεση αζώτου με το εξωτερικό περιβάλλον. Αν η αποσυμπίεση (αποβολή του αζώτου από τους ιστούς) γίνει απότομα, η μεγάλη διαφορά πίεσης οδηγεί στον σχηματισμό των βλαβερών φυσαλίδων που προκαλούν την νόσο.

Οι παρατηρήσεις του οδήγησαν στην δημιουργία ενός αλγόριθμου αποσυμπίεσης με τον οποίο προσπαθούσε να υπολογίσει τον ιδανικό ρυθμό ανόδου που θα γινόταν σταδιακά, με στάσεις σε διαφορετικά βάθη: όχι τόσο απότομα ώστε οι πιο «γρήγοροι» ιστοί να γεμίσουν φυσαλίδες και να εκδηλωθεί  η νόσος, όχι όμως και τόσο αργά ώστε οι πιο «αργοί»  ιστοί  του σώματος να συνεχίζουν να «γεμίζουν» αργά με άζωτο κατά την ανάδυση και εκδηλωθεί πάλι η νόσος των δυτών. Έτσι κατάρτισε τον πρώτο πίνακα αποσυμπίεσης που ανέγραφε δίπλα στα βάθη και τους χρόνους κατάδυσης και τις αντίστοιχες στάσεις αποσυμπίεσης (με βάθος και διάρκεια) ώστε ο δύτης να αναδυθεί με ασφάλεια.

Τα Πολεμικά Ναυτικά των μεγάλων ναυτικών δυνάμεων της εποχής ήταν τα πρώτα που υιοθέτησαν αυτούς τους πίνακες και τα αποτελέσματα ήταν θεαματικά για την ασφάλεια των καταδύσεων. Ακολούθησαν με κάποια καθυστέρηση και οι ιδιώτες επαγγελματίες δύτες.

Στην Κάλυμνο η αποσυμπίεση άρχισε να διδάσκεται στους σφουγγαράδες μόλις μετά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο με την ίδρυση της Δημόσιας Επαγγελματικής Σχολής Δυτών Καλύμνου. Σύντομα οι νέοι σφουγγαράδες βουτούσαν με τους σωτήριους πίνακες κρεμασμένους στο λαιμό τους ώστε να τους συμβουλεύονται με μια ματιά στον βυθό.  Ήταν η ίδια περίπου εποχή που μία άγνωστη, σχεδόν κρυφή στην αρχή εφεύρεση, θα άλλαζε καταιγιστικά το σκηνικό: η κατάδυση, από μία ειδικότητα γνωστή σε λίγους χιλιάδες επαγγελματίες παγκοσμίως, θα έμπαινε μέσα από την τηλεόραση στα σαλόνια εκατομμυρίων ανθρώπων και θα γινόταν πάθος ζωής εκατοντάδων χιλιάδων…

(Συνεχίζεται και ολοκληρώνεται στο επόμενο)

 

ΠΗΓΕΣ

1. Powell, M. (2021). Deco for Divers. Essex, United Kingdom:  Aquapress Ltd.
2. Mitchell SJ. Decompression illness: a comprehensive overview. Diving and Hyperbaric Medicine. 2024 31 March; 54 (1 Supp):1−53. doi: 10.28920/dhm53.4.supp.1-53. PMID: 38537300.) Ανακτήθηκε από https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC11168797/
3. Decompression Sickness (2024, May 24). Ανακτήθηκε από https://en.wikipedia.org/wiki/Decompression_sickness

Haldane’s Decompression Model (2024, August 13). Ανακτήθηκε από https://en.wikipedia.org/wiki/Haldane%27s_decompression_model