“Salah satu bahaya yang terkait dengan penyelaman bawah air adalah penyakit dekompresi (DCS), yang disebabkan oleh pelepasan gas yang tidak terkendali dari jaringan selama atau setelah kembali ke permukaan.”
Menyelam adalah hobi rekreasi yang populer serta kegiatan dengan berbagai aplikasi praktis di bidang ilmiah, komersial, militer, dan eksplorasi. Meskipun menyelam dapat dilakukan dengan aman, penting bagi semua penyelam — apa pun alasan mereka menyelam — untuk menghargai bahwa lingkungan bawah laut tidak kenal ampun. Masalah mungkin timbul selama penyelaman karena kebugaran medis atau fisik yang tidak memadai, penggunaan peralatan yang tidak tepat, atau pengelolaan lingkungan bertekanan tinggi yang tidak memadai.
Salah satu bahaya yang terkait dengan situasi bertekanan di bawah air adalah penyakit dekompresi (DCS), suatu kondisi yang juga dikenal sebagai "the bends". Bab ini menjelaskan dasar-dasar DCS, sementara bab-bab berikutnya memberikan perincian mengenai manifestasi dan pengelolaannya, faktor-faktor risiko yang dapat mempengaruhi Anda terhadap kondisi tersebut dan langkah-langkah pencegahan yang dapat Anda ambil untuk meminimalkan peluang Anda untuk mengalaminya.
Dalam bab ini, Anda akan belajar tentang:
Mekanisme Fisiologis DCS
Ketegangan jaringan
Ketika seorang penyelam terkena lingkungan bertekanan tinggi, gas inert (nitrogen, misalnya) menumpuk di jaringan. Semakin dalam menyelam, semakin cepat penyerapan tubuh, atau "penyerapan" gas tersebut. Ketika penyelam naik arah ini dibalik, dan gas meninggalkan jaringan. Laju naik ke permukaan seorang penyelam harus dikontrol untuk memungkinkan eliminasi yang teratur, atau “pembersihan” dari akumulasi gas. Kecepatan naik yang lambat dilakukan secara terus menerus atau bertahap, biasanya memungkinkan dekompresi yang aman, sedangkan naik yang terlalu cepat setelah akumulasi gas terkadang dapat mengakibatkan DCS.
Konsentrasi, atau "ketegangan", gas inert terlarut di dalam jaringan tubuh Anda adalah fungsi dari tekanan sekitar — yaitu, tekanan lingkungan di sekitar Anda pada waktu tertentu. Gas inert yang tidak digunakan dalam reaksi metabolisme tubuh Anda biasanya ada dalam keseimbangan dengan lingkungan sekitar Anda — dalam konsentrasi yang sama seperti di udara di sekitar Anda. Jaringan di bawah kondisi seperti itu digambarkan sebagai "jenuh." Perubahan tekanan kecil, seperti yang diciptakan oleh perubahan kondisi cuaca, menghasilkan variasi tekanan kecil dalam gas atmosfer yang kemudian disesuaikan dengan perubahan tekanan gas di jaringan tubuh. Ketika perbedaan tekanan, atau "gradien," dibuat, molekul dari area dengan konsentrasi lebih tinggi mengalir ke area dengan konsentrasi yang lebih rendah sampai keseimbangan tercapai kembali. Karena kita semua terus-menerus mengalami perubahan kecil dan koreksi seperti ini, tegangan gas dalam tubuh kita berada dalam keadaan keseimbangan dinamis, bukan statis — bahkan sebelum menyelam ditambahkan ke persamaan.
Tekanan
Lingkungan penyelaman memberikan beban tambahan yang signifikan pada mekanisme adaptif ini. Inilah alasannya: Tekanan diukur menggunakan unit yang dikenal sebagai "atmosfer". Tidak ada batas fisik yang sebenarnya antara atmosfer bumi dan ruang angkasa, tetapi atmosfer sering dianggap membentang 62 mil (100 kilometer) dari permukaan laut ke tepi luar angkasa. Tekanan yang dihasilkan oleh seluruh kolom gas yang bekerja di permukaan laut ini adalah satu atmosfer, sama dengan 14,7 pon per inci persegi (psi) atau 101,3 kilopascal (kPa). Sebagai perbandingan, perubahan tekanan di bawah air meningkat satu atmosfer untuk setiap 33 kaki air asin dan setiap 34 kaki air tawar. Akibatnya, setiap variasi yang Anda alami dalam tekanan atmosfer permukaan sangat kecil dibandingkan dengan variasi tekanan yang dapat Anda alami saat Anda melakukan perjalanan vertikal di bawah air; ini dapat menciptakan gradien besar dalam penyerapan gas selama Anda turun ke kedalaman dan dalam eliminasi mereka selama Anda naik menuju permukaan.
Pertukaran Gas
Paru-paru Anda berfungsi sebagai penghubung utama antara tubuh Anda dan lingkungan tempat Anda berada pada waktu tertentu. Ketika Anda mengekspos diri Anda pada peningkatan tekanan di bawah air, gas di paru-paru Anda dikompresi. Ini menciptakan gradien dari paru-paru Anda ke aliran darah Anda dan, selanjutnya, dari aliran darah Anda ke jaringan Anda saat mereka diperfusi, atau disuplai, dengan darah beroksigen. Jaringan Anda akan mengambil gas inert sampai gradien dihilangkan, keadaan keseimbangan yang efektif, atau saturasi, dengan tekanan lingkungan sekitarnya. Dibutuhkan eksposur yang lama untuk mencapai saturasi penuh, tetapi begitu tercapai, tinggal lebih lama tidak lebih meningkatkan penyerapan gas atau dekompresi yang diperlukan.
Memprediksi Penyerapan dan Eliminasi Gas
Kompartemen Jaringan
Mekanisme fisiologis alami ini dapat diprediksi oleh serangkaian algoritma matematika berdasarkan "kompartemen paruh waktu" (half-time compartments), yang mendekati pola serapan dan eliminasi eksponensial yang diharapkan dalam berbagai jenis jaringan perfusi. Kunci dari algoritme ini adalah bahwa bagian tubuh yang berbeda mengambil dan menghilangkan gas inert pada tingkat yang berbeda - misalnya, darah dianggap sebagai "kompartemen cepat" dan tulang sebagai "kompartemen lambat". (Istilah "kompartemen" tidak dimaksudkan sebagai referensi yang tepat untuk jaringan ini, melainkan sebagai konstruksi matematis untuk memperkirakan apa yang terjadi di berbagai bagian tubuh.)
Jaringan tercepat adalah paru-paru, yang mencapai keseimbangan hampir seketika. Darah mengikuti dengan kecepatan, lalu otak. Jaringan yang paling lambat adalah jaringan yang perfusinya relatif buruk, seperti ligamen dan tulang rawan, atau yang memiliki kapasitas tinggi untuk penyerapan gas inert, seperti lemak di daerah yang perfusinya buruk. Alasan penggunaan algoritme matematika untuk memperkirakan status jaringan adalah karena saat ini belum praktis untuk mengukur serapan atau eliminasi secara langsung dalam jaringan tertentu.
Sebuah contoh dapat menunjukkan bagaimana algoritma bekerja. Mari kita bayangkan seorang penyelam yang langsung dipindahkan dari permukaan ke kedalaman yang tetap — secara efektif, tekanan yang tetap — dan mari kita katakan bahwa dalam skenario penyelaman khusus ini, kompartemen cepat memiliki waktu paruh lima menit. Dalam kasus seperti itu, lima menit pertama paparan tekanan yang lebih tinggi akan menghasilkan penyerapan gas inert yang cukup untuk menghilangkan setengah dari perbedaan yang dihasilkan oleh gradien tekanan (50 persen, dengan kata lain); ini adalah bagian tercuram dari kurva serapan. Periode lima menit kedua akan menghilangkan setengah dari selisih yang tersisa (25 persen lagi). Periode lima menit ketiga akan menghilangkan setengah dari selisih yang tersisa (12,5 persen); keempat, 6,25 persen; kelima, 3,125 persen; dan seterusnya. Pola eksponensial ini berarti bahwa laju perubahan menjadi semakin lambat seiring dengan menurunnya besaran perbedaan. Contoh menggambarkan kompartemen cepat; waktu paruh untuk kompartemen lambat telah dihitung dalam beberapa algoritme hingga hampir 500 menit. Dalam teori dekompresi, perbedaan mutlak dalam tekanan tidak material — konstruksi paruh waktu yang sama berlaku untuk gradien apa pun. Tanpa pengaruh tambahan pada proses, ekuilibrasi, atau saturasi, akan dicapai dalam periode yang sama dengan sekitar enam waktu paruh. Saat gas larut dalam jaringan, perbedaan antara tekanan eksternal dan tekanan internal berkurang, mengurangi kekuatan pendorong.
Kebanyakan penyelaman tidak berlangsung cukup lama bagi penyelam untuk mencapai kejenuhan — ini dikenal sebagai "bounce dive (turun dan naik dalam seketika)." Selama paparan seperti itu, gradien aliran masuk ada sepanjang fase penyelam turun dan di dasar yang menyebabkan penyerapan gas inert yang berkelanjutan, tentu saja di kompartemen lambat tubuh dan mungkin di kompartemen menengah. Ketika penyelam mulai naik, dan tekanan sekitar mulai turun, gradien mulai berbalik — pertama di kompartemen cepat dan kemudian di kompartemen yang semakin lambat.
Derajat Kejenuhan
Secara efektif, selama dan setelah tiba permukaan, sebagian besar jaringan penyelam akan menjadi jenuh dibandingkan dengan tekanan sekitar. Jika derajat lewat jenuhnya rendah, gas-gas inert dapat berjalan secara teratur dari jaringan perifer tubuh ke dalam darah dan kemudian ke paru-paru, dari mana mereka dapat dihembuskan ke atmosfer. Tetapi jika derajat kejenuhan terlalu besar, eliminasi gas-gas inert menjadi tidak teratur. Dalam hal ini, gelembung gas dapat terbentuk di jaringan tubuh penyelam.
Pembentukan gelembung tidak selalu menimbulkan masalah, tetapi semakin tinggi gradien, atau derajat lewat jenuh, semakin besar kemungkinan tanda dan gejala DCS dapat terjadi.
Ini adalah kesalahpahaman yang berbahaya bahwa gelembung terukur terbentuk setelah semua penyelaman dan tidak penting. Tetapi pada saat yang sama, adalah kesalahpahaman bahwa gelembung yang divisualisasikan dalam aliran darah di dalam dan dari dirinya sendiri menandakan DCS. Pembentukan gelembung gas selama dekompresi merupakan stres yang lebih besar dari optimal dan dapat menyebabkan DCS. Yang terbaik adalah mengikuti profil penyelaman konservatif untuk meminimalkan kemungkinan pembentukan gelembung. Kesulitan terbesar adalah mengetahui apa yang dianggap sebagai "konservatif," karena sebagian besar penyelam tidak pernah dipantau untuk gelembung, dan penyerapan dan eliminasi diubah oleh sejumlah faktor selain profil tekanan-waktu.
Perhitungan kompartemen paruh waktu digunakan untuk menghasilkan prediksi batas paparan untuk berbagai kompartemen hipotetis. Dalam bentuk kertas atau plastik ini dikenal sebagai “tabel selam.” Komputer selam modern memungkinkan panduan yang jauh lebih fleksibel karena mereka dapat terus memantau profil tekanan-waktu dan secara bersamaan menghitung status berbagai kompartemen jaringan teoretis. Namun pada kenyataannya, gambarannya jauh lebih kompleks. Pertukaran gas dipengaruhi oleh lebih dari sekedar profil tekanan-waktu. Jadi, meskipun penting bagi penyelam untuk memahami konsep di balik penghitungan kompartemen paruh waktu, penyelam juga harus mengingat bahwa berbagai faktor dapat memengaruhi penyerapan dan pembuangan gas dan secara efektif mengubah risiko dekompresi. Dengan demikian, tanggung jawab ada pada penyelam untuk tidak terlalu bergantung pada tabel atau perangkat untuk keselamatan.
Berikutnya Bab 2 – Penggunaan Komputer Selam Anda Secara Efektif