"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 muncul ke permukaan."
Menyelam adalah hobi rekreasi yang populer serta aktivitas dengan banyak aplikasi praktis dalam bidang ilmiah, komersial, militer, dan eksplorasi. Meskipun menyelam dapat dilakukan dengan aman, penting bagi semua penyelam - apa pun alasan mereka menyelam - untuk memahami bahwa lingkungan bawah laut tidak kenal ampun. Masalah dapat muncul selama penyelaman karena kondisi medis atau kebugaran fisik yang tidak memadai, penggunaan peralatan yang tidak tepat, atau pengelolaan lingkungan bertekanan tinggi yang tidak memadai.
Salah satu bahaya yang terkait dengan lingkungan bawah air bertekanan adalah penyakit dekompresi (Decompression Sickness, DCS), suatu kondisi yang juga dikenal sebagai "tikungan." Bab ini menjelaskan dasar-dasar DCS, sedangkan bab berikutnya memberikan perincian mengenai manifestasi dan penanganannya, faktor risiko yang dapat membuat Anda rentan terhadap kondisi ini, dan langkah-langkah pencegahan yang dapat Anda ambil untuk meminimalkan peluang terkena DCS.
Dalam bab ini, Anda akan mempelajari tentang:
Mekanisme Fisiologis DCS
Ketegangan jaringan
Ketika seorang penyelam terpapar pada lingkungan dengan tekanan tinggi, gas lembam (nitrogen, misalnya) terakumulasi dalam jaringan. Semakin dalam penyelaman, semakin cepat penyerapan tubuh, atau "penyerapan", gas-gas tersebut. Saat penyelam naik, dorongan tersebut dibalik, dan gas meninggalkan jaringan. Pendakian penyelam harus dikontrol untuk memungkinkan pembuangan gas yang terakumulasi secara teratur, atau "pencucian". Pendakian yang lambat, yang dilakukan secara terus menerus atau bertahap, biasanya memungkinkan dekompresi yang aman, sedangkan pendakian yang terlalu cepat setelah akumulasi gas terkadang dapat mengakibatkan DCS.
Konsentrasi, atau "ketegangan," gas inert terlarut dalam jaringan tubuh Anda merupakan fungsi dari tekanan sekitar - yaitu, tekanan lingkungan di sekitar Anda pada waktu tertentu. Gas inert yang tidak digunakan dalam reaksi metabolisme tubuh Anda biasanya berada dalam keseimbangan dengan lingkungan sekitar Anda - dalam konsentrasi yang sama dengan udara di sekitar Anda. Jaringan dalam kondisi seperti itu digambarkan sebagai "jenuh." Perubahan tekanan kecil, seperti yang disebabkan oleh pergeseran kondisi cuaca, menghasilkan variasi tekanan kecil pada gas atmosfer yang kemudian diimbangi dengan perubahan tekanan pada gas dalam jaringan tubuh. Ketika perbedaan tekanan, atau "gradien," tercipta, molekul dari area konsentrasi yang lebih tinggi mengalir ke area konsentrasi yang lebih rendah hingga keseimbangan kembali tercapai. Karena kita semua secara konstan mengalami perubahan dan koreksi kecil seperti ini, tekanan gas dalam tubuh kita berada dalam kondisi keseimbangan dinamis, bukan statis, - bahkan sebelum menyelam ditambahkan ke dalam persamaan.
Tekanan
Lingkungan penyelaman memberikan beban tambahan yang signifikan pada mekanisme adaptif ini. Inilah alasannya: Tekanan diukur dengan menggunakan satuan yang dikenal sebagai "atmosfer". Tidak ada batas fisik yang sebenarnya antara atmosfer Bumi dan ruang angkasa, tetapi atmosfer sering dianggap membentang sejauh 62 mil (100 kilometer) dari permukaan laut ke tepi ruang angkasa. Tekanan yang dihasilkan oleh seluruh kolom gas yang bekerja di permukaan laut adalah satu atmosfer, setara dengan 14,7 pound 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, variasi apa pun 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; hal ini dapat menciptakan gradien yang sangat besar dalam penyerapan gas selama Anda turun dan menghilangkannya selama Anda naik.
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 dengan serangkaian algoritme matematis berdasarkan "kompartemen paruh waktu", yang memperkirakan pola pengambilan dan eliminasi eksponensial yang diharapkan dalam berbagai jenis jaringan yang dipfasilitasi. Kunci dari algoritme ini adalah bahwa bagian tubuh yang berbeda mengambil dan menghilangkan gas inert dengan kecepatan yang berbeda - misalnya, darah dianggap sebagai "kompartemen cepat" dan tulang sebagai "kompartemen lambat". (Istilah "kompartemen" tidak dimaksudkan sebagai referensi yang tepat untuk jaringan-jaringan ini, melainkan sebagai konstruksi matematika 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 cara kerja algoritme. Bayangkan seorang penyelam yang langsung dipindahkan dari permukaan ke kedalaman tetap - secara efektif, tekanan tetap - dan katakanlah 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 paling curam dari kurva penyerapan. Periode lima menit kedua akan menghilangkan setengah dari perbedaan yang tersisa (25 persen). Periode lima menit ketiga akan menghilangkan setengah dari selisih yang tersisa (12,5 persen); periode keempat, 6,25 persen; periode kelima, 3,125 persen; dan seterusnya. Pola eksponensial ini berarti bahwa tingkat perubahan menjadi semakin lambat seiring dengan berkurangnya selisih. Contoh tersebut menggambarkan kompartemen cepat; setengah waktu untuk kompartemen lambat telah dihitung dalam beberapa algoritme hingga hampir 500 menit. Dalam teori dekompresi, perbedaan absolut dalam tekanan tidak penting - konstruksi paruh waktu yang sama berlaku untuk gradien apa pun. Tanpa pengaruh tambahan pada proses, kesetimbangan, atau kejenuhan, akan dicapai dalam periode yang sama dengan sekitar enam setengah waktu. Saat gas larut dalam jaringan, perbedaan antara tekanan eksternal dan tekanan internal berkurang, sehingga mengurangi kekuatan pendorong.
Sebagian besar penyelaman tidak berlangsung cukup lama bagi penyelam untuk mencapai kejenuhan - ini dikenal sebagai "penyelaman pantulan". Selama eksposur seperti itu, gradien aliran masuk ada selama fase turun dan turunnya penyelaman, yang menyebabkan penyerapan gas lembam secara terus-menerus, tentu saja di kompartemen tubuh yang lambat dan mungkin di kompartemen peralihan. Ketika penyelam mulai naik, dan tekanan sekitar mulai turun, gradien mulai berbalik - pertama-tama di kompartemen cepat dan kemudian di kompartemen yang semakin lambat.
Derajat Kejenuhan
Secara efektif, selama dan setelah muncul ke permukaan, sebagian besar jaringan penyelam akan menjadi jenuh dibandingkan dengan tekanan sekitar. Jika tingkat kejenuhannya tidak terlalu tinggi, gas inert dapat bergerak secara teratur dari jaringan periferal tubuh ke dalam darah dan kemudian ke paru-paru, dan dari situ gas inert dapat diembuskan ke atmosfer. Tetapi jika tingkat kejenuhannya terlalu tinggi, pembuangan 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.
Merupakan kesalahpahaman yang berbahaya bahwa gelembung yang terukur terbentuk setelah semua penyelaman dan tidak penting. Namun pada saat yang sama, adalah kesalahpahaman bahwa gelembung yang divisualisasikan dalam aliran darah dengan sendirinya menandakan DCS. Pembentukan gelembung gas selama dekompresi menunjukkan tekanan yang lebih besar daripada yang optimal dan dapat menyebabkan DCS. Cara terbaik adalah mengikuti profil penyelaman yang konservatif untuk meminimalkan kemungkinan terbentuknya gelembung. Kesulitan terbesar adalah mengetahui apa yang dianggap "konservatif", karena sebagian besar penyelam tidak pernah memantau gelembung, dan penyerapan serta eliminasi diubah oleh sejumlah faktor selain profil tekanan-waktu.
Perhitungan kompartemen paruh waktu digunakan untuk menghasilkan prediksi batas pemaparan untuk berbagai kompartemen hipotetis. Dalam bentuk kertas atau plastik, ini dikenal sebagai "tabel selam." Komputer selam modern memungkinkan panduan yang jauh lebih fleksibel karena dapat terus memantau profil waktu-tekanan dan secara bersamaan menghitung status berbagai kompartemen jaringan teoretis. Namun pada kenyataannya, gambarannya jauh lebih kompleks. Pertukaran gas dipengaruhi oleh lebih dari sekadar profil tekanan-waktu. Jadi, meskipun penting bagi penyelam untuk memahami konsep di balik penghitungan kompartemen paruh waktu, penyelam juga harus ingat bahwa berbagai faktor dapat memengaruhi penyerapan dan pembuangan gas serta secara efektif mengubah risiko dekompresi. Dengan demikian, tanggung jawab ada pada penyelam untuk tidak terlalu bergantung pada meja atau perangkat untuk keselamatan.