Viele Menschen arbeiten in großer Höhe, insbesondere in den Städten und Dörfern der südamerikanischen Anden und der tibetischen Hochebene. Die Mehrheit dieser Menschen sind Hochländer, die seit vielen Jahren und vielleicht mehreren Generationen in der Gegend leben. Ein Großteil der Arbeit ist landwirtschaftlicher Natur – zum Beispiel die Pflege von Haustieren.
Der Fokus dieses Artikels ist jedoch ein anderer. In letzter Zeit haben die kommerziellen Aktivitäten in Höhen von 3,500 bis 6,000 m stark zugenommen. Beispiele sind Minen in Chile und Peru in Höhen von rund 4,500 m. Einige dieser Minen sind sehr groß und beschäftigen über 1,000 Arbeiter. Ein weiteres Beispiel ist die Teleskopanlage auf dem Mauna Kea, Hawaii, in 4,200 m Höhe.
Traditionell werden die Hochbergwerke in den südamerikanischen Anden, die zum Teil noch aus der spanischen Kolonialzeit stammen, von indigenen Völkern betrieben, die sich seit Generationen in großer Höhe aufhalten. In letzter Zeit werden jedoch zunehmend Arbeiter von Meereshöhe eingesetzt. Für diese Änderung gibt es mehrere Gründe. Einer davon ist, dass es in diesen abgelegenen Gebieten nicht genügend Menschen gibt, um die Minen zu betreiben. Ein ebenso wichtiger Grund ist, dass mit der zunehmenden Automatisierung der Minen qualifiziertes Personal benötigt wird, um große Grabmaschinen, Lader und Lastwagen zu bedienen, und die Einheimischen möglicherweise nicht über die erforderlichen Fähigkeiten verfügen. Ein dritter Grund ist die Wirtschaftlichkeit der Entwicklung dieser Minen. Während früher ganze Städte in der Nähe der Mine errichtet wurden, um die Familien der Arbeiter und notwendige Nebeneinrichtungen wie Schulen und Krankenhäuser unterzubringen, wird es jetzt als vorzuziehen angesehen, dass die Familien und die Arbeiter auf Meereshöhe leben pendeln zu den Bergwerken. Das ist keine rein wirtschaftliche Frage. Die Lebensqualität in 4,500 m Höhe ist geringer als in tieferen Lagen (z. B. wachsen Kinder langsamer). Daher hat die Entscheidung, die Familien auf Meereshöhe zu lassen, während die Arbeiter in große Höhen pendeln, eine solide sozioökonomische Grundlage.
Die Situation, in der sich eine Belegschaft vom Meeresspiegel in Höhen von etwa 4,500 m bewegt, wirft viele medizinische Probleme auf, von denen viele derzeit kaum verstanden werden. Sicherlich entwickeln die meisten Menschen, die vom Meeresspiegel bis in eine Höhe von 4,500 m reisen, zunächst einige Symptome der akuten Höhenkrankheit. Die Toleranz gegenüber der Höhe verbessert sich oft nach den ersten zwei oder drei Tagen. Die schwere Hypoxie dieser Höhen hat jedoch eine Reihe schädlicher Auswirkungen auf den Körper. Die maximale Arbeitskapazität wird verringert und die Menschen ermüden schneller. Die geistige Leistungsfähigkeit wird reduziert und vielen Menschen fällt es viel schwerer, sich zu konzentrieren. Die Schlafqualität ist oft schlecht, mit häufigem Erwachen und periodischem Atmen (der Atem kommt drei- oder viermal pro Minute zu und ab), was dazu führt, dass der arterielle PO2 fällt nach Perioden von Apnoe oder reduzierter Atmung auf ein niedriges Niveau.
Die Toleranz gegenüber großer Höhe ist von Person zu Person sehr unterschiedlich, und es ist oft sehr schwierig vorherzusagen, wer große Höhen intolerant sein wird. Eine beträchtliche Anzahl von Menschen, die in 4,500 m Höhe arbeiten möchten, stellen fest, dass sie dies nicht können oder die Lebensqualität so schlecht ist, dass sie sich weigern, in dieser Höhe zu bleiben. Themen wie die Auswahl von Arbeitern, die wahrscheinlich große Höhen tolerieren, und die Planung ihrer Arbeit zwischen großer Höhe und der Zeit mit ihren Familien auf Meereshöhe sind relativ neu und nicht gut verstanden.
Einstellungsprüfung
Neben der üblichen Art der Einstellungsuntersuchung sollte dem Herz-Lungen-System besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden, da die Arbeit in großer Höhe hohe Anforderungen an das Atmungs- und Herz-Kreislauf-System stellt. Erkrankungen wie chronisch obstruktive Lungenerkrankungen im Frühstadium und Asthma sind in großer Höhe aufgrund der starken Belüftung viel stärker beeinträchtigend und sollten speziell untersucht werden. Ein starker Zigarettenraucher mit Symptomen einer frühen Bronchitis wird wahrscheinlich Schwierigkeiten haben, große Höhen zu tolerieren. Die forcierte Spirometrie sollte zusätzlich zur üblichen Thoraxuntersuchung einschließlich Thoraxröntgen durchgeführt werden. Wenn möglich, sollte ein Belastungstest durchgeführt werden, da jede Belastungsintoleranz in großer Höhe übertrieben wird.
Das Herz-Kreislauf-System sollte sorgfältig untersucht werden, einschließlich eines Belastungs-Elektrokardiogramms, falls dies möglich ist. Es sollten Blutbilder gemacht werden, um Arbeiter mit ungewöhnlichem Grad an Anämie oder Polyzythämie auszuschließen.
Das Leben in großer Höhe erhöht bei vielen Menschen den psychischen Stress, und eine sorgfältige Anamnese sollte durchgeführt werden, um potenzielle Arbeitnehmer mit früheren Verhaltensproblemen auszuschließen. Viele moderne Minen in großer Höhe sind trocken (kein Alkohol erlaubt). Magen-Darm-Symptome sind bei manchen Menschen in großer Höhe üblich, und Arbeiter mit Dyspepsie in der Vorgeschichte können schlecht abschneiden.
Auswahl von Arbeitern, um große Höhen zu tolerieren
Neben dem Ausschluss von Arbeitnehmern mit Lungen- oder Herzerkrankungen, die in großer Höhe wahrscheinlich schlecht abschneiden, wäre es sehr wertvoll, wenn Tests durchgeführt werden könnten, um festzustellen, wer die Höhe wahrscheinlich gut verträgt. Leider ist derzeit wenig über Prädiktoren für die Toleranz gegenüber großer Höhe bekannt, obwohl derzeit beträchtliche Arbeit daran geleistet wird.
Der beste Prädiktor für die Toleranz gegenüber großer Höhe ist wahrscheinlich frühere Erfahrung in großer Höhe. Wenn jemand mehrere Wochen ohne nennenswerte Probleme in 4,500 m Höhe arbeiten konnte, ist es sehr wahrscheinlich, dass er oder sie dies wieder tun kann. Aus dem gleichen Grund wird jemand, der versucht hat, in großer Höhe zu arbeiten und festgestellt hat, dass er oder sie es nicht vertragen kann, beim nächsten Mal sehr wahrscheinlich das gleiche Problem haben. Daher sollte bei der Auswahl der Arbeitskräfte großer Wert auf eine erfolgreiche Vorbeschäftigung in großer Höhe gelegt werden. Dieses Kriterium ist aber offensichtlich nicht für alle Arbeitnehmer anwendbar, da sonst keine neuen Personen in den Höhenarbeitspool eintreten würden.
Ein weiterer möglicher Prädiktor ist die Größe der Atmungsreaktion auf Hypoxie. Dies kann auf Meereshöhe gemessen werden, indem dem angehenden Arbeiter eine niedrige Sauerstoffkonzentration zum Atmen gegeben wird und die Zunahme der Ventilation gemessen wird. Es gibt einige Hinweise darauf, dass Menschen mit einer relativ schwachen hypoxischen Atmungsreaktion große Höhen schlecht vertragen. Zum Beispiel zeigte Schoene (1982), dass 14 Höhenbergsteiger signifikant höhere hypoxische Atmungsreaktionen aufwiesen als zehn Kontrollen. Weitere Messungen wurden 1981 auf der American Medical Research Expedition zum Everest durchgeführt, wo gezeigt wurde, dass die vor und auf der Expedition gemessene hypoxische Atmungsreaktion gut mit der Leistung hoch auf dem Berg korrelierte (Schoene, Lahiri und Hackett 1984). Masuyama, Kimura und Sugita (1986) berichteten, dass fünf Kletterer, die in Kanchenjunga 8,000 m erreichten, eine höhere hypoxische Atmungsreaktion hatten als fünf Kletterer, die dies nicht taten.
Dieser Zusammenhang ist jedoch keineswegs universell. In einer prospektiven Studie mit 128 Bergsteigern, die in große Höhen gingen, korrelierte ein Maß der hypoxischen Atmungsreaktion nicht mit der erreichten Höhe, während ein Maß der maximalen Sauerstoffaufnahme auf Meereshöhe korrelierte (Richalet, Kerome und Bersch 1988). Diese Studie legte auch nahe, dass die Reaktion der Herzfrequenz auf akute Hypoxie ein nützlicher Prädiktor für die Leistung in großer Höhe sein könnte. Es gab andere Studien, die eine schlechte Korrelation zwischen der hypoxischen Atmungsreaktion und der Leistung in extremer Höhe zeigten (Ward, Milledge und West 1995).
Das Problem bei vielen dieser Studien ist, dass die Ergebnisse hauptsächlich auf viel höhere Höhen als hier von Interesse anwendbar sind. Es gibt auch viele Beispiele von Bergsteigern mit mäßigen Werten der hypoxischen Atmungsreaktion, die sich in großer Höhe gut schlagen. Dennoch ist eine abnorm niedrige hypoxische Atmungsantwort wahrscheinlich ein Risikofaktor dafür, selbst mittlere Höhen wie 4,500 m zu tolerieren.
Eine Möglichkeit, die hypoxische Atmungsreaktion auf Meereshöhe zu messen, besteht darin, die Person in einen Beutel zurückatmen zu lassen, der anfänglich mit 24 % Sauerstoff, 7 % Kohlendioxid und dem Rest Stickstoff gefüllt ist. Während der Rückatmung wird der PCO2 wird über einen variablen Bypass und Kohlendioxidabsorber überwacht und konstant gehalten. Die Rückatmung kann bis zum inspirierten PO fortgesetzt werden2 fällt auf etwa 40 mmHg (5.3 kPa). Die arterielle Sauerstoffsättigung wird kontinuierlich mit einem Pulsoximeter gemessen und die Ventilation gegen die Sättigung aufgetragen (Rebuck und Campbell 1974). Eine andere Methode zur Messung der hypoxischen Atmungsreaktion besteht darin, den Inspirationsdruck während einer kurzen Atemwegsverschlussperiode zu bestimmen, während die Person ein sauerstoffarmes Gemisch atmet (Whitelaw, Derenne und Milic-Emili 1975).
Ein weiterer möglicher Prädiktor für die Höhentoleranz ist die Arbeitsfähigkeit während akuter Hypoxie auf Meereshöhe. Der Grund dafür ist, dass jemand, der eine akute Hypoxie nicht tolerieren kann, eher eine chronische Hypoxie intolerant ist. Es gibt wenig Beweise für oder gegen diese Hypothese. Sowjetische Physiologen verwendeten Toleranz gegenüber akuter Hypoxie als eines der Kriterien für die Auswahl von Bergsteigern für ihre erfolgreiche Everest-Expedition von 1982 (Gazenko 1987). Andererseits sind die Veränderungen, die mit der Akklimatisierung eintreten, so tiefgreifend, dass es nicht überraschen würde, wenn die körperliche Leistungsfähigkeit während einer akuten Hypoxie schlecht mit der Arbeitsfähigkeit während einer chronischen Hypoxie korreliert wäre.
Ein weiterer möglicher Prädiktor ist der Anstieg des Pulmonalarteriendrucks während einer akuten Hypoxie auf Meereshöhe. Diese kann bei vielen Menschen nicht-invasiv per Doppler-Ultraschall gemessen werden. Der Hauptgrund für diesen Test ist die bekannte Korrelation zwischen der Entwicklung eines Lungenödems in großer Höhe und dem Grad der hypoxischen pulmonalen Vasokonstriktion (Ward, Milledge und West 1995). Da jedoch Höhenlungenödeme bei Personen, die in 4,500 m Höhe arbeiten, selten sind, ist der praktische Wert dieses Tests fraglich.
Ob diese Tests für die Auswahl von Arbeitskräften einen praktischen Wert haben, kann nur durch eine prospektive Studie festgestellt werden, bei der die Ergebnisse der auf Meereshöhe durchgeführten Tests mit einer anschließenden Bewertung der Toleranz gegenüber großer Höhe korreliert werden. Dies wirft die Frage auf, wie die Höhentoleranz gemessen wird. Üblicherweise werden dazu Fragebögen wie der Lake-Louise-Fragebogen verwendet (Hackett und Oelz 1992). Allerdings sind Fragebögen bei dieser Bevölkerungsgruppe möglicherweise unzuverlässig, da Arbeitnehmer der Ansicht sind, dass sie ihren Arbeitsplatz verlieren könnten, wenn sie ihre Höhenunverträglichkeit zugeben. Zwar gibt es objektive Maßstäbe für die Höhenunverträglichkeit, wie zB Arbeitsaufgabe, Rasseln in der Lunge als Hinweis auf ein subklinisches Lungenödem und leichte Ataxie als Hinweis auf ein subklinisches Höhenhirnödem. Diese Merkmale werden jedoch nur bei Menschen mit schwerer Höhenunverträglichkeit zu sehen sein, und eine prospektive Studie, die nur auf solchen Messungen basiert, wäre sehr unempfindlich.
Es sollte betont werden, dass der Wert dieser möglichen Tests zur Bestimmung der Toleranz gegenüber Arbeiten in großer Höhe nicht nachgewiesen wurde. Die wirtschaftlichen Auswirkungen der Einstellung einer beträchtlichen Anzahl von Arbeitnehmern, die in großer Höhe keine zufriedenstellende Leistung erbringen können, sind jedoch derart, dass es sehr wertvoll wäre, nützliche Prädiktoren zu haben. Derzeit werden Studien durchgeführt, um festzustellen, ob einige dieser Prädiktoren wertvoll und durchführbar sind. Messungen wie die hypoxische Atmungsreaktion auf Hypoxie und die Arbeitskapazität während akuter Hypoxie auf Meereshöhe sind nicht besonders schwierig. Sie müssen jedoch von einem professionellen Labor durchgeführt werden, und die Kosten dieser Untersuchungen sind nur gerechtfertigt, wenn der Vorhersagewert der Messungen erheblich ist.
Planung zwischen großer Höhe und Meereshöhe
Auch dieser Artikel befasst sich mit den spezifischen Problemen, die auftreten, wenn gewerbliche Aktivitäten wie Bergwerke in Höhen von etwa 4,500 m Arbeitnehmer beschäftigen, die vom Meeresspiegel, wo ihre Familien leben, pendeln. Wo Menschen dauerhaft in großer Höhe leben, ist Terminplanung natürlich kein Thema.
Das Entwerfen des optimalen Zeitplans für die Bewegung zwischen großer Höhe und Meereshöhe ist ein herausforderndes Problem, und bis jetzt gibt es nur wenige wissenschaftliche Grundlagen für die bisher verwendeten Zeitpläne. Diese basieren hauptsächlich auf sozialen Faktoren wie der Bereitschaft der Arbeiter, in großer Höhe zu verbringen, bevor sie ihre Familien wiedersehen.
Der wichtigste medizinische Grund für einen mehrtägigen Aufenthalt in großer Höhe ist der Vorteil der Akklimatisierung. Viele Menschen, die nach Höhenflügen Symptome der akuten Bergkrankheit entwickeln, fühlen sich nach zwei bis vier Tagen deutlich besser. Daher findet in diesem Zeitraum eine schnelle Akklimatisierung statt. Außerdem ist bekannt, dass die Beatmungsreaktion auf Hypoxie sieben bis zehn Tage braucht, um einen stabilen Zustand zu erreichen (Lahiri 1972; Dempsey und Forster 1982). Diese Erhöhung der Belüftung ist eines der wichtigsten Merkmale des Akklimatisierungsprozesses, und daher ist es vernünftig, zu empfehlen, dass die Arbeitsdauer in großer Höhe mindestens zehn Tage beträgt.
Andere Merkmale der Höhenakklimatisierung brauchen wahrscheinlich viel länger, um sich zu entwickeln. Ein Beispiel ist die Polyzythämie, die mehrere Wochen braucht, um einen stabilen Zustand zu erreichen. Es sollte jedoch hinzugefügt werden, dass der physiologische Wert der Polyzythämie viel weniger sicher ist, als man früher dachte. In der Tat haben Winslow und Monge (1987) gezeigt, dass die schweren Polyzythämiegrade, die manchmal bei Dauerbewohnern in Höhen von etwa 4,500 m beobachtet werden, insofern kontraproduktiv sind, als die Arbeitskapazität manchmal gesteigert werden kann, wenn der Hämatokrit durch mehrwöchige Blutentnahme gesenkt wird .
Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Deakklimatisierungsrate. Idealerweise sollten die Arbeiter während ihrer Zeit mit ihren Familien auf Meereshöhe nicht die gesamte Akklimatisierung verlieren, die sie in großer Höhe entwickelt haben. Leider gibt es nur wenige Arbeiten zur Deakklimatisierungsrate, obwohl einige Messungen darauf hindeuten, dass die Änderungsrate der Atmungsreaktion während der Deakklimatisierung langsamer ist als während der Akklimatisierung (Lahiri 1972).
Ein weiteres praktisches Problem ist die Zeit, die erforderlich ist, um Arbeiter vom Meeresspiegel in große Höhen und wieder zurück zu bringen. In einer neuen Mine in Collahuasi im Norden Chiles dauert es nur wenige Stunden, um die Mine von der Küstenstadt Iquique, wo die meisten Familien leben werden, mit dem Bus zu erreichen. Wenn der Arbeitnehmer jedoch in Santiago wohnt, kann die Reise über einen Tag dauern. Unter diesen Umständen wäre eine kurze Arbeitszeit von drei oder vier Tagen in großer Höhe aufgrund der Zeitverschwendung durch Reisen eindeutig ineffizient.
Soziale Faktoren spielen auch eine entscheidende Rolle bei jeder Planung, die eine Zeit außerhalb der Familie beinhaltet. Auch wenn aus medizinischen und physiologischen Gründen eine Eingewöhnungszeit von 14 Tagen optimal ist, kann die Tatsache, dass die Arbeitnehmer nicht bereit sind, ihre Familien für mehr als sieben oder zehn Tage zu verlassen, ein ausschlaggebender Faktor sein. Bisherige Erfahrungen zeigen, dass ein Zeitplan von sieben Tagen in großer Höhe, gefolgt von sieben Tagen auf Meereshöhe, oder von zehn Tagen in großer Höhe, gefolgt von der gleichen Zeit auf Meereshöhe, wahrscheinlich die akzeptabelsten Zeitpläne sind.
Beachten Sie, dass sich der Arbeiter bei dieser Art von Zeitplan niemals vollständig an die große Höhe akklimatisiert oder sich auf Meereshöhe vollständig deakklimatisiert. Er verbringt daher seine Zeit damit, zwischen den beiden Extremen zu oszillieren, ohne jemals den vollen Nutzen aus einem der beiden Zustände zu ziehen. Darüber hinaus klagen einige Arbeiter über extreme Müdigkeit, wenn sie auf Meereshöhe zurückkehren, und verbringen die ersten zwei oder drei Tage damit, sich zu erholen. Möglicherweise hängt dies mit der schlechten Schlafqualität zusammen, die oft ein Merkmal des Lebens in großer Höhe ist. Diese Probleme unterstreichen unsere Unkenntnis der Faktoren, die die besten Zeitpläne bestimmen, und in diesem Bereich ist eindeutig mehr Arbeit erforderlich.
Welcher Zeitplan auch immer verwendet wird, es ist sehr vorteilhaft, wenn die Arbeiter in einer niedrigeren Höhe als am Arbeitsplatz schlafen können. Ob dies machbar ist, hängt natürlich von der Topografie der Region ab. Eine niedrigere Schlafhöhe ist bei einer mehrstündigen Anfahrt nicht machbar, da dies den Arbeitstag zu stark verkürzt. Wenn es jedoch einen mehrere hundert Meter tiefer gelegenen Ort gibt, der innerhalb von beispielsweise einer Stunde erreicht werden kann, verbessert die Einrichtung von Schlafquartieren in dieser niedrigeren Höhe die Schlafqualität, den Komfort und das Wohlbefinden der Arbeiter sowie die Produktivität.
Sauerstoffanreicherung der Raumluft zur Reduzierung der Hypoxie von High Höhe
Die schädlichen Auswirkungen der großen Höhe werden durch den niedrigen Sauerstoffpartialdruck in der Luft verursacht. Dies wiederum resultiert aus der Tatsache, dass zwar die Sauerstoffkonzentration auf Meereshöhe gleich ist, der Luftdruck jedoch niedrig ist. Leider kann man dieser „klimatischen Aggression“, wie sie von Carlos Monge, dem Vater der Höhenmedizin in Peru, genannt wurde (Monge 1948), in großer Höhe wenig entgegensetzen.
Eine Möglichkeit besteht darin, den Luftdruck in einem kleinen Bereich zu erhöhen, und das ist das Prinzip des Gamow-Beutel, der manchmal zur Notfallbehandlung der Höhenkrankheit verwendet wird. Allerdings ist die Druckbeaufschlagung großer Räume wie Zimmer technisch schwierig und es gibt auch medizinische Probleme beim Betreten und Verlassen eines Raumes mit erhöhtem Druck. Ein Beispiel sind Mittelohrbeschwerden, wenn die Eustachische Röhre blockiert ist.
Die Alternative besteht darin, die Sauerstoffkonzentration in einigen Teilen der Arbeitseinrichtung zu erhöhen, und dies ist eine relativ neue Entwicklung, die viel versprechend ist (West 1995). Wie bereits erwähnt, reduziert eine schwere Hypoxie auch nach einer Akklimatisierungsphase von sieben bis zehn Tagen in 4,500 m Höhe weiterhin die Arbeitsfähigkeit, die geistige Leistungsfähigkeit und die Schlafqualität. Es wäre daher sehr vorteilhaft, den Hypoxiegrad in einigen Teilen der Arbeitseinrichtung zu reduzieren, wenn dies möglich wäre.
Dies kann durch Zugabe von Sauerstoff zur normalen Belüftung einiger Räume erfolgen. Bemerkenswert ist der Wert relativ geringer Sauerstoffanreicherung der Raumluft. Es hat sich gezeigt, dass jede Erhöhung der Sauerstoffkonzentration um 1 % (z. B. von 21 auf 22 %) die entsprechende Höhe um 300 m verringert. Die äquivalente Höhe ist diejenige, die den gleichen inspirierten PO hat2 während der Luftatmung wie im sauerstoffangereicherten Raum. In einer Höhe von 4,500 m würde also eine Erhöhung der Sauerstoffkonzentration eines Raums von 21 auf 26 % die entsprechende Höhe um 1,500 m verringern. Das Ergebnis wäre eine äquivalente Höhe von 3,000 m, was leicht toleriert wird. Der Sauerstoff würde der normalen Raumbelüftung zugeführt und wäre somit Teil der Klimatisierung. Wir alle erwarten, dass ein Raum eine angenehme Temperatur und Luftfeuchtigkeit bietet. Die Kontrolle der Sauerstoffkonzentration kann als weiterer logischer Schritt in der menschlichen Kontrolle unserer Umwelt angesehen werden.
Die Sauerstoffanreicherung ist durch die Einführung relativ kostengünstiger Geräte zur Bereitstellung großer Mengen von nahezu reinem Sauerstoff möglich geworden. Am vielversprechendsten ist der Sauerstoffkonzentrator, der ein Molekularsieb verwendet. Eine solche Vorrichtung adsorbiert bevorzugt Stickstoff und erzeugt so aus Luft ein mit Sauerstoff angereichertes Gas. Es ist schwierig, mit dieser Art von Konzentrator reinen Sauerstoff zu erzeugen, aber große Mengen von 90 % Sauerstoff in Stickstoff sind leicht verfügbar, und diese sind für diese Anwendung ebenso nützlich. Diese Geräte können kontinuierlich arbeiten. In der Praxis werden abwechselnd zwei Molekularsiebe verwendet, und eines wird gespült, während das andere aktiv Stickstoff adsorbiert. Die einzige Voraussetzung ist elektrischer Strom, der in einer modernen Mine normalerweise reichlich vorhanden ist. Als grober Anhaltspunkt für die Kosten einer Sauerstoffanreicherung kann ein handelsübliches Kleingerät von der Stange gekauft werden, das 300 Liter pro Stunde 90 % Sauerstoff produziert. Es wurde entwickelt, um Sauerstoff für die Behandlung von Patienten mit Lungenerkrankungen zu Hause zu produzieren. Das Gerät hat einen Leistungsbedarf von 350 Watt und die Anschaffungskosten betragen etwa 2,000 US-Dollar. Eine solche Maschine reicht aus, um die Sauerstoffkonzentration in einem Raum für eine Person um 3 % bei einer minimalen, aber akzeptablen Raumbelüftung zu erhöhen. Es sind auch sehr große Sauerstoffkonzentratoren erhältlich, die in der Papierzellstoffindustrie verwendet werden. Es ist auch möglich, dass flüssiger Sauerstoff unter Umständen wirtschaftlich ist.
Beispielsweise gibt es in einem Bergwerk mehrere Bereiche, in denen eine Sauerstoffanreicherung in Betracht gezogen werden könnte. Das eine wäre das Büro oder der Konferenzraum des Direktors, wo wichtige Entscheidungen getroffen werden. Wenn es zum Beispiel in der Mine zu einer Krise wie einem schweren Unfall kommt, würde eine solche Einrichtung wahrscheinlich zu einem klareren Denken führen als die normale hypoxische Umgebung. Es gibt gute Hinweise darauf, dass eine Höhe von 4,500 m die Gehirnfunktion beeinträchtigt (Ward, Milledge und West 1995). Ein weiterer Ort, an dem eine Sauerstoffanreicherung vorteilhaft wäre, ist ein Labor, in dem Qualitätskontrollmessungen durchgeführt werden. Eine weitere Möglichkeit ist die Sauerstoffanreicherung von Schlafräumen zur Verbesserung der Schlafqualität. Doppelblindversuche zur Wirksamkeit der Sauerstoffanreicherung in Höhen von ca. 4,500 m wären einfach zu gestalten und sollten schnellstmöglich durchgeführt werden.
Mögliche Komplikationen der Sauerstoffanreicherung sollten berücksichtigt werden. Erhöhte Brandgefahr ist ein Problem, das angesprochen wurde. Eine Erhöhung der Sauerstoffkonzentration um 5 % in 4,500 m Höhe erzeugt jedoch eine Atmosphäre, die eine geringere Entflammbarkeit aufweist als Luft auf Meereshöhe (West 1996). Es sollte bedacht werden, dass die Sauerstoffanreicherung zwar den PO erhöht2, das ist immer noch viel niedriger als der Meeresspiegelwert. Die Entflammbarkeit einer Atmosphäre hängt von zwei Variablen ab (Roth 1964):
- der Sauerstoffpartialdruck, der in der angereicherten Luft in großer Höhe viel niedriger ist als auf Meereshöhe
- die Löschwirkung der inerten Bestandteile (dh Stickstoff) der Atmosphäre.
Dieses Abschrecken wird in großer Höhe etwas reduziert, aber der Nettoeffekt ist immer noch eine geringere Entflammbarkeit. Reiner oder nahezu reiner Sauerstoff ist natürlich gefährlich, und es sollten die üblichen Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, wenn der Sauerstoff vom Sauerstoffkonzentrator zum Lüftungskanal geleitet wird.
Der Verlust der Akklimatisierung an große Höhen wird manchmal als Nachteil der Sauerstoffanreicherung angeführt. Es besteht jedoch kein grundsätzlicher Unterschied zwischen dem Betreten eines Raumes mit sauerstoffangereicherter Atmosphäre und dem Abstieg in eine niedrigere Höhe. Jeder würde in geringerer Höhe schlafen, wenn er könnte, und daher ist dies kaum ein Argument gegen die Verwendung von Sauerstoffanreicherung. Es ist wahr, dass häufiges Ausgesetztsein in einer niedrigeren Höhe zu einer geringeren Akklimatisierung an die höhere Höhe führt, wenn andere Dinge gleich bleiben. Das ultimative Ziel ist jedoch ein effektives Arbeiten in der Höhe der Mine, und dies kann vermutlich durch die Sauerstoffanreicherung verbessert werden.
Es wird manchmal behauptet, dass eine solche Veränderung der Atmosphäre die gesetzliche Haftung der Einrichtung erhöhen könnte, wenn sich eine Art von Hypoxie-bedingter Krankheit entwickelt. Eigentlich erscheint die gegenteilige Ansicht vernünftiger. Es ist möglich, dass ein Arbeiter, der beispielsweise einen Myokardinfarkt entwickelt, während er in großer Höhe arbeitet, behaupten könnte, dass die Höhe ein Faktor war, der dazu beigetragen hat. Jedes Verfahren, das den hypoxischen Stress reduziert, macht höhenbedingte Erkrankungen unwahrscheinlicher.
Notfallbehandlung
Die verschiedenen Arten der Höhenkrankheit, einschließlich der akuten Höhenkrankheit, des Höhenlungenödems und des Höhenhirnödems, wurden weiter oben in diesem Kapitel besprochen. Im Zusammenhang mit Arbeiten in großer Höhe muss wenig hinzugefügt werden.
Jeder, der eine Höhenkrankheit entwickelt, sollte sich ausruhen dürfen. Dies kann bei Erkrankungen wie akuter Höhenkrankheit ausreichend sein. Falls verfügbar, sollte Sauerstoff über eine Maske verabreicht werden. Wenn sich der Patient jedoch nicht bessert oder verschlechtert, ist der Abstieg bei weitem die beste Behandlung. Normalerweise ist dies in einer großen kommerziellen Einrichtung einfach durchzuführen, da Transportmittel immer verfügbar sind. Alle höhenbedingten Krankheiten sprechen in der Regel schnell auf eine Verlegung in niedrigere Höhen an.
Es kann in einer kommerziellen Einrichtung einen Platz für einen kleinen Druckbehälter geben, in dem der Patient platziert werden kann, und die äquivalente Höhe kann durch Einpumpen von Luft verringert werden. Im Feld wird dies üblicherweise mit einem starken Beutel durchgeführt. Ein Design ist nach seinem Erfinder als Gamow-Tasche bekannt. Der Hauptvorteil des Beutels ist jedoch seine Tragbarkeit, und da diese Eigenschaft in einer kommerziellen Einrichtung nicht wirklich wesentlich ist, wäre es wahrscheinlich besser, einen größeren, starren Tank zu verwenden. Dieser sollte groß genug sein, damit sich eine Begleitperson mit dem Patienten in der Einrichtung aufhalten kann. Natürlich ist eine ausreichende Belüftung eines solchen Containers unerlässlich. Interessanterweise gibt es anekdotische Hinweise darauf, dass eine Erhöhung des atmosphärischen Drucks auf diese Weise bei der Behandlung von Höhenkrankheiten manchmal wirksamer ist, als dem Patienten eine hohe Sauerstoffkonzentration zu verabreichen. Es ist nicht klar, warum dies so sein sollte.
Akute Bergkrankheit
Dies ist normalerweise selbstlimitierend und der Patient fühlt sich nach ein oder zwei Tagen viel besser. Das Auftreten der akuten Höhenkrankheit kann durch die Einnahme von Acetazolamid (Diamox), einer oder zwei 250-mg-Tabletten pro Tag, verringert werden. Diese können vor dem Erreichen großer Höhen begonnen oder eingenommen werden, wenn sich Symptome entwickeln. Selbst Menschen mit leichten Symptomen stellen fest, dass eine halbe Tablette nachts oft die Schlafqualität verbessert. Aspirin oder Paracetamol sind nützlich bei Kopfschmerzen. Schwere akute Bergkrankheit kann mit Dexamethason behandelt werden, anfangs 8 mg, gefolgt von 4 mg alle sechs Stunden. Der Abstieg ist jedoch bei weitem die beste Behandlung, wenn der Zustand schwerwiegend ist.
Lungenödem in großer Höhe
Dies ist eine potenziell schwerwiegende Komplikation der Bergkrankheit und muss behandelt werden. Auch hier ist die beste Therapie der Abstieg. Während auf die Evakuierung gewartet wird oder wenn eine Evakuierung nicht möglich ist, Sauerstoff verabreichen oder in eine Hochdruckkammer bringen. Nifedipin (ein Kalziumkanalblocker) sollte verabreicht werden. Die Dosis beträgt 10 mg sublingual, gefolgt von 20 mg langsamer Freisetzung. Dies führt zu einem Abfall des Pulmonalarteriendrucks und ist oft sehr effektiv. Der Patient sollte jedoch auf eine niedrigere Höhe gebracht werden.
Höhenhirnödem
Dies ist möglicherweise eine sehr schwerwiegende Komplikation und ein Hinweis auf einen sofortigen Abstieg. Während auf die Evakuierung gewartet wird oder wenn eine Evakuierung nicht möglich ist, Sauerstoff verabreichen oder in eine Umgebung mit erhöhtem Druck bringen. Dexamethason sollte verabreicht werden, anfänglich 8 mg, gefolgt von 4 mg alle sechs Stunden.
Wie bereits erwähnt, ist es wahrscheinlich, dass Menschen, die eine schwere akute Höhenkrankheit, ein Höhenlungenödem oder ein Höhenhirnödem entwickeln, einen Rückfall erleiden, wenn sie in große Höhen zurückkehren. Wenn ein Arbeiter eine dieser Bedingungen entwickelt, sollte daher versucht werden, eine Beschäftigung in einer niedrigeren Höhe zu finden.