MÄÄRITELMÄ: Korkean paineen aiheuttama hermosyndrooma eli HPNS tarkoittaa hermoston toiminnan häiriötä, joka tulee esiin sukellussyvyyden ylittäessä 1 50
m. Näissä syvyyksissä käytetään yleisimmin hengityskaasuna heliumhappiseosta sillä paineilman sisältämä typpi vaikuttaa narkoottisesti jo 30 metrin alapuolella. Oireet: Paineen vaikutuksia eri eläinlajien hermotoimintoihin tutkittiin 60-luvun alussa ja niin HPNS:n oireisto oli jotakuinkin tiedossa, kun laajemmat kokeet ihmisellä alkoivat 60-70-lukujen vaihteessa. Vuonna 1970 vietiin läpi kahden miehen simuloitu sukellus painekammiossa 1 500 jalan eli 450 metrin syvyyteen. Kokeessa käytettiin hengityskaasuna Heliox-seosta. Kompressio suoritettiin vaiheittain, eikä käyttäen jatkuvaa paineennostoa kuten monissa aikaisemmissa painekammiokokeissa. Koko sukelluksen kesto oli 15 vuorokautta.
oli osittain palautuvaa kun pysyttiin samassa paineessa. Nousuvaiheen aikana hyperbaarisen hermosyndrooman kaikki oireet hävisivät.
Mekanismi: HPNS:n syntymekanismi on toistaiseksi epävarma. Ilmeisesti se aiheutuu useamman eri tekijän yhteisvaikutuksesta. Inerttikaasunarkoosi: Kun paineen vaikutuksia hermotoimintaan alettiin tutkia, pidetiin HPNS:ää erikoisena heliumin aiheuttamana inerttikaasunarkoosina. Tämä johtui ilmeisesti siitä, että tuolloin muiden kaasujen narkoottiset vaikutukset olivat intensiivisen tutkimuksen kohteina. Tätä selitysyritystä vastaan puhuu se, että HPNS tulee näkyviin myös nestettä hengittävillä hiirillä, jolloin heliumia ei ole lainkaan läsnä. Toisaalta heliumin ei ole todettu vaikuttavan narkoottisesti ihmiseen.
Keskushermoston hypoksia: Toisen teorian mukaan paineen nosto aiheuttaisi hengitysfunktion huononemisen
vaikutuksena. Helium puolestaan ei adsorboidu solukaivoon eikä vaikuta sen paksuuteen. Niinpä sillä ei myöskään ole narkoottista vaikutusta. Jos HPNS:n oireet todella johtuvat paineen aiheuttamasta solukalvon ohenemisestä, niin olisi mielenkiintoista kokeilla, mitä tapahtuu, jos solukaivoon lisätään typpeä, joka saa aikaan kalvon paksunemista. Typpeä tulisi lisätä juuri sen verran, että solukalvo palaisi entiseen paksuuteensa, mutta ei turpoa liikaa, mikä taas aiheuttaisi typpinarkoosin oireita. Näin on todella tehty lisäämällä heliumin ja hapen muodostamaan hengityskaasuseokseen typpeä ja saatu aikaan HPNS:n oireiden voimakas lieveneminen. Teoriaa on tutkittu myös toisin päin. Koe-eläimelle on annettu etyylialkoholia niin paljon, että se sammuu. Etyylialkoholi aiheuttaa solukalvon paksunemista ja narkoottisen vaikutuksen aivan kuten typpikin. Kun sitten eläin saatetaan korkeaan paineeseen näyttää humala siltä haihtuvan ja se rupeaa liikuskelemaan ympäriinsä. Tämä johtuu teorian mukaan siitä, että paine puristaa paksuuntuneen solukalvon jälleen normaaliksi.
BIGB PRESSURE NERVOUS Kun saavutettiin 600 jalan eli 180 metrin syvyys alkoi oireita ilmaantua: Ensimmäisenä ilmaantuivat vapina ja tahdottomat lihasnykäykset. Vapina oli pahinta käsissä, päässä ja ylävartalossa. Sen frekvenssi oli 8-12 Hz eli sama kuin ihmisen normaali lepotreemori. Samantyyppinen vapina syntyy kylmyyden, kilpirauhasen liikatoiminnan ja alkoholismin seurauksena. Koehenkilöt valittivat myös huimausta ja pahoinvointia. Oireet pahenivat syvyyden kasvaessa mutta lievittyivät kompressiovaiheiden välillä. Aivosähkökäyrään ilmaantui tyypillinen muutos: Hidas theta aktiviteetti lisääntyi kompressiovaiheen jälkeen kuuden tunnin ajan ja palasi 12 tunnin kuluttua lähelle normaalia tasoa. Samalla nopeampi alfa-aktiviteetti seurasi thetan muutoksia 1 000 jalan eli noin 300 metrin syvyyteen saakka. Vielä syvemmälle mentäessä alfa-aktiviteetti aIkoi laskea thetan edelleen noustessa. Tämä muutos oli yllättävä siksi, että yleensä theta ja alfa-aktiviteetti kulkevat samansuuntaisina. Kun theta lisääntyy tulisi myös alfa-aktiviteetin lisääntyä. Näin tapahtuu esimerkiksi nukahtamisen aikana. Tällainen muutos aivojen sähköisessä toiminnassa on tunnettu toistaiseksi ainoastaan painekammiokokeiden yhteydessä. Sen syytä ei osata selittää, mutta arvellaan häiriön tulevan syvemmältä aivoista, ilmeisesti thalaamiselta alueelta. Aivosähkökäyrän muutokset eivät näytä korreloivan selvästi mihinkään hyperbaarisen hermosyndrooman oireista. Koehenkilöille suoritettiin sukelluksen eri vaiheissa psykologisia ja psykomotorisia testejä. Käden tarkkuutta vaativat psykomotoriset testit huononivat paineen noustessa selvästi enemmän kuin älykkyyttä vaativat testit kuten laskutehtävien suoritus. SuureIta osalta tämä ero johtui lisääntyvästä käsien tärinästä. Testitulosten heikkeneminen 20
niin paljon, että syntyy keskushermoston hypoksia. Tätä ei kuitenkaan ole pystytty osoittamaan painekammiokokeen aikana otetuilla verikaasuanalyyseillä.
Osmoottinen häiriö: Kolmannen teorian mukaan liunneiden inerttikaasujen epätasainen jakaantuminen veren ja kudosten välillä aiheuttaa osmoottisen epätasapainon paineenlisäysten aikana. Tästä puolestaan aiheutuu nesteiden siirtymistä kudoksissa, solujen toiminnan häiriöitä ja oireilua. Kun osmoottinen tasapaino elimistössä palaa oireet vähenevät. Tällainen oireiden adaptaatio on todella havaittavissa, kun käytetään vaiheittaista kompressiota ja on pysähdytty tiettyyn syvyyteen. Teorian perusteella on vaikea selittää HPNS:n tunteja ja vuorokausia kestävät oireet, kun tiedetään osmoottisten heilahteluiden korjaantuvan muutamissa minuuteissa. lisäksi hyperbaarinen hermosyndrooma tulee esiin nestettä hengittävillä eläimillä, kuten edellä oli puhetta. Tällöin inerttikaasun aiheuttamaa osmoosia ei ole lainkaan olemassa.
Kriittinen tilavuus hypoteesi solukaivossa Neljäs ja ehkä loogisin teoria HPNS:n synnystä on paineen itsensä aiheuttama suora vaikutus hermosolun solukalvon paksuuteen, eli niin sanottu kriittinen tilavuushypoteesi. Sen mukaan paieen noustessa solukalvo puristuu ohuemmaksi ja ionien kuljetus sen läpi vaikeutuu. Tällöin hermosolun toiminta häiriintyy ja oireet alkavat. Toisaalta tiedetään, että typpi ja eräät muut narkoottisesti vaikuttavat aineet adsorboituvat hermosolun kaivoon ja saavat aikaan sen paksuuntumista. Sen seurauksena ionien kuljetus kalvon läpi lisääntyy ja syntyy toisen tyyppinen solun toiminnan häiriö, joka ilmenee typen narkoottisena
HPNS:n ehkäisy: Typen lisäys helium-happi seokseen eli Trimix-nimisen hengityskaasun keksiminen, oli tärkeä askel HPNS:n ehkäisyssä. Lukuisia painekammiokokeita on tehty sopivan typpipitoisuuden löytämiseksi. Jos typpeä on liikaa se aiheuttaa narkoosia, jos taas liian vähän HPNS:n oireet tulevat esiin. Nykykäsityksen mukaan oikea typen ja heliumin suhde on 1: 10. Kun liikutaan yli 150 m:n syvyydessä. Eräässä kokeessa paineistettiin kolme miestä 300 metrin syvyyteen, 31 ata. He hengittivät seosta, jossa oli 3.2 ata eli 10 % typpeä, 0.5 ata happea ja loput heliumia. Heille ei ilmaantunut tremoria, typpinarkoosia, huimausta, pahoinvointia tai muita HPNS:n oireita. Tämä oli vahva osoitus typen merkityksestä HPNS:n ehkäisyssä. Muitakin aineita on kokeiltu heliox-seoksessa typen sijasta mm. vetyä ja typpioksidia. Sukeltaja lIe itselleen voidaan myös antaa lievästi narkoottisia aineita kuten barbituraatteja hermosto-oireita ehkäisemään, mutta nämä kokeilut ovat vielä aivan alkuvaiheessaan. Toinen HPNS:n ehkäisyssä tärkeä seikka on paineistuksen suoritustapa. Alkuun tehtiin painekammiokokeita käyttäen jatkuvaa kompressiota laskeutumisnopeuden ollessa 30 mimin. Tällöin saatiin HPNS:n oireet noin 200 metrin kohdalla. Kun myöhemmin kompressionopeutta pudotettiin kymmenenteen osaan entisestä, niin päästiin kolmannesta syvemmälle ja vielä ilman hermosto-oireita. Nykyisissä kokeissa on paljon käytössä vaiheittainen eksponenttiaalisesti hidastuva kompressio. Sitä käytettiin tähän asti syvimmässä simuloidussa sukelluksessa. Tällöin saavutettiin 2 001 jalan eli 6 10 metrin syvyys. Hengityskaasuna oli helium-happiseos. Sukellus tapahtui vuonna 1972 Ranskassa, Comex-yhtiön tutkimuskeskuksessa.