KETOKSIKAN KARBON DIOKSIDA PADA KEDALAMAN YANG SANGAT BESAR DI LAUT
Jika peralatan menyelam dirancang dengan baik dan berfungsi dengan baik, penyelam tidak mengalami masalah akibat toksisitas karena kedalaman saja tidak meningkatkan tekanan parsial CO2 di alveolus. Hal ini benar karena kedalaman tidak meningkatkan laju produksi CO2 di tubuh, dan selama penyelam terus bernapas dengan volume tidal normal dan mengeluarkan CO2 saat terbentuk, tekanan CO2 alveolar akan dipertahankan pada nilai normal.

Namun, pada jenis peralatan selam tertentu, seperti helm selam dan beberapa jenis alat rebreathing, CO2 dapat menumpuk dalam ruang mati udara alat tersebut dan terhirup kembali oleh penyelam. Hingga tekanan CO2 alveolar (Pco2) sekitar 80 mm Hg, dua kali lipat dari alveoli normal, penyelam biasanya menoleransi penumpukan ini dengan meningkatkan volume pernapasan menit hingga maksimum 8 hingga 11 kali lipat untuk mengompensasi peningkatan CO2. Di atas Pco2 alveolar 80 mm Hg, keadaan menjadi tidak dapat ditoleransi, dan akhirnya pusat pernapasan mulai mengalami depresi, bukan stimulasi, karena efek metabolik jaringan yang negatif dari Pco2 yang tinggi. Pernapasan penyelam kemudian mulai gagal alih-alih berkompensasi. Selain itu, penyelam mengalami asidosis respiratorik berat dan berbagai tingkat letargi, narkosis, dan akhirnya bahkan anestesia, sebagaimana dibahas dalam Bab 43.

DEKOMPRENSI PENYELAM SETELAH PAPARAN BERLEBIH TERHADAP TEKANAN TINGGI
Ketika seseorang menghirup udara pada tekanan tinggi dalam waktu lama, jumlah nitrogen yang terlarut dalam cairan tubuh meningkat. Hal ini karena darah yang mengalir melalui kapiler pulmonal menjadi jenuh dengan nitrogen pada tekanan tinggi yang sama seperti dalam campuran gas alveolar, dan selama beberapa jam berikutnya, cukup nitrogen diangkut ke seluruh jaringan tubuh untuk meningkatkan tekanan parsial nitrogen jaringan hingga setara dengan tekanan nitrogen dalam udara yang dihirup.

Karena nitrogen tidak dimetabolisme oleh tubuh, nitrogen tetap terlarut di semua jaringan tubuh sampai tekanan nitrogen di paru-paru diturunkan kembali ke tingkat yang lebih rendah, pada saat mana nitrogen dapat dihilangkan melalui proses respirasi balik. Namun, penghilangan ini sering memerlukan waktu berjam-jam untuk terjadi dan menjadi sumber berbagai masalah yang secara kolektif disebut penyakit dekompresi.

Volume Nitrogen yang Terlarut dalam Cairan Tubuh pada Berbagai Kedalaman. Pada permukaan laut, hampir tepat 1 liter nitrogen terlarut dalam seluruh tubuh. Sedikit kurang dari separuh nitrogen ini terlarut dalam air tubuh, dan sedikit lebih dari separuh terlarut dalam lemak tubuh, karena nitrogen lima kali lebih larut dalam lemak dibandingkan dalam air.

Setelah penyelam menjadi jenuh dengan nitrogen, volume nitrogen pada kondisi permukaan laut yang terlarut dalam tubuh pada berbagai kedalaman adalah sebagai berikut:

Diperlukan beberapa jam agar tekanan gas nitrogen di seluruh jaringan tubuh hampir mencapai keseimbangan dengan tekanan gas nitrogen di alveolus. Alasan kebutuhan ini adalah aliran darah tidak cukup cepat, dan difusi nitrogen tidak cukup cepat, untuk menyebabkan keseimbangan seketika. Nitrogen yang terlarut dalam air tubuh mencapai keseimbangan hampir lengkap dalam waktu kurang dari 1 jam, tetapi jaringan lemak, yang membutuhkan transportasi nitrogen sekitar lima kali lebih banyak dan memiliki suplai darah relatif buruk, mencapai keseimbangan hanya setelah beberapa jam. Dengan demikian, jika seseorang berada di bawah air pada kedalaman tinggi hanya beberapa menit, tidak banyak nitrogen yang terlarut dalam cairan dan jaringan tubuh, sedangkan jika seseorang berada pada kedalaman tinggi selama beberapa jam, baik air tubuh maupun lemak tubuh menjadi jenuh dengan nitrogen.

Penyakit Dekompresi (Juga dikenal sebagai bends, compressed air sickness, caisson disease, diver’s paralysis, dysbarism). Jika seorang penyelam berada di bawah laut cukup lama sehingga sejumlah besar nitrogen telah terlarut dalam tubuh, dan kemudian penyelam tersebut naik ke permukaan secara tiba-tiba, sejumlah signifikan nitrogen dapat membentuk gelembung dalam cairan tubuh, baik intraseluler maupun ekstraseluler, dan dapat menyebabkan kerusakan ringan hingga berat di hampir semua area tubuh, tergantung pada jumlah dan ukuran gelembung yang terbentuk. Fenomena ini disebut penyakit dekompresi.

Prinsip yang mendasari pembentukan gelembung ditunjukkan pada Gambar 45-3. Pada Gambar 45-3A, jaringan penyelam telah mencapai keseimbangan dengan tekanan nitrogen terlarut yang tinggi (PN2 = 3918 mm Hg), sekitar 6,5 kali jumlah normal nitrogen dalam jaringan. Selama penyelam tetap berada jauh di bawah laut, tekanan di luar tubuh (5000 mm Hg) menekan semua jaringan tubuh cukup untuk mempertahankan gas nitrogen berlebih tetap terlarut. Namun, ketika penyelam naik tiba-tiba ke permukaan (Gambar 45-3B), tekanan di luar tubuh menjadi hanya 1 atm (760 mm Hg), sedangkan tekanan gas di dalam cairan tubuh adalah jumlah tekanan uap air, CO2, O2, dan nitrogen, yaitu total 4065 mm Hg, 97% di antaranya disebabkan oleh nitrogen. Jelas bahwa nilai total 4065 mm Hg ini jauh lebih besar daripada tekanan 760 mm Hg di luar tubuh. Oleh karena itu, gas dapat keluar dari keadaan terlarut dan membentuk gelembung, yang hampir seluruhnya terdiri dari nitrogen, baik di jaringan maupun dalam darah, yang kemudian menyumbat banyak pembuluh darah kecil. Gelembung mungkin tidak muncul selama beberapa menit hingga jam karena gas kadang dapat tetap terlarut dalam keadaan “supersaturasi” selama berjam-jam sebelum membentuk gelembung.

Gejala Penyakit Dekompresi (“Bends”). Gejala penyakit dekompresi disebabkan oleh gelembung gas yang menyumbat banyak pembuluh darah di berbagai jaringan. Pada awalnya, hanya pembuluh terkecil yang tersumbat oleh gelembung kecil, tetapi seiring gelembung bergabung, pembuluh yang semakin besar ikut terpengaruh. Iskemia jaringan dan kadang kematian jaringan terjadi.

Pada sebagian besar orang dengan penyakit dekompresi, gejalanya adalah nyeri pada sendi dan otot tungkai serta lengan, yang terjadi pada 85% hingga 90% orang yang mengalami penyakit dekompresi. Nyeri sendi ini menjadi alasan istilah “bends” yang sering digunakan untuk kondisi ini.

Pada 5% hingga 10% orang dengan penyakit dekompresi, gejala sistem saraf terjadi, mulai dari pusing pada sekitar 5% hingga kelumpuhan atau kolaps dan kehilangan kesadaran pada hingga 3%. Kelumpuhan dapat bersifat sementara, tetapi pada beberapa kasus kerusakan bersifat permanen.

Terakhir, sekitar 2% orang dengan penyakit dekompresi mengalami “the chokes”, yang disebabkan oleh sejumlah besar mikrogelembung yang menyumbat kapiler paru. Kondisi ini ditandai oleh sesak napas berat, sering diikuti oleh edema paru berat dan, kadang-kadang, kematian.

Eliminasi Nitrogen dari Tubuh; Tabel Dekompresi. Jika seorang penyelam dinaikkan ke permukaan secara perlahan, cukup nitrogen yang terlarut biasanya dapat dieliminasi melalui ekspirasi lewat paru-paru untuk mencegah penyakit dekompresi. Sekitar dua pertiga dari total nitrogen dilepaskan dalam 1 jam, dan sekitar 90% dilepaskan dalam 6 jam.

Tabel yang merinci prosedur dekompresi aman telah disusun oleh Angkatan Laut AS. Untuk memberi gambaran proses dekompresi, seorang penyelam yang menghirup udara dan berada di dasar laut selama 60 menit pada kedalaman 190 kaki menjalani dekompresi sesuai jadwal berikut:
• 10 menit pada kedalaman 50 kaki
• 17 menit pada kedalaman 40 kaki
• 19 menit pada kedalaman 30 kaki
• 50 menit pada kedalaman 20 kaki
• 84 menit pada kedalaman 10 kaki

Dengan demikian, untuk periode kerja di dasar laut selama hanya 1 jam, total waktu dekompresi sekitar 3 jam.

Dekompresi Tangki dan Penanganan Penyakit Dekompresi. Prosedur lain yang banyak digunakan untuk dekompresi penyelam profesional adalah memasukkan penyelam ke dalam tangki bertekanan dan kemudian secara bertahap menurunkan tekanan kembali ke tekanan atmosfer normal, menggunakan jadwal waktu yang pada dasarnya sama seperti yang disebutkan sebelumnya.

Dekompresi tangki bahkan lebih penting untuk menangani orang yang mengalami gejala penyakit dekompresi beberapa menit atau bahkan jam setelah mereka kembali ke permukaan. Dalam kasus ini, penyelam segera menjalani rekompresi ke tingkat kedalaman, kemudian dekompresi dilakukan selama periode yang beberapa kali lebih lama daripada periode dekompresi biasa.

“Diving saturasi” dan penggunaan campuran helium-oksigen pada penyelaman dalam. Ketika penyelam harus bekerja pada kedalaman yang sangat besar—antara 250 kaki hingga hampir 1000 kaki—mereka sering tinggal dalam tangki kompresi besar selama beberapa hari atau minggu, tetap berada pada tekanan yang mendekati tekanan tempat mereka akan bekerja. Prosedur ini menjaga jaringan dan cairan tubuh tetap jenuh dengan gas yang akan mereka hadapi saat menyelam. Kemudian, ketika mereka kembali ke tangki yang sama setelah bekerja, tidak terjadi perubahan tekanan yang signifikan, sehingga gelembung dekompresi tidak terjadi.

Pada penyelaman sangat dalam, terutama selama diving saturasi, helium biasanya digunakan dalam campuran gas menggantikan nitrogen karena tiga alasan: (1) memiliki efek narkotik hanya sekitar seperlima dari nitrogen; (2) hanya sekitar setengah volume helium yang terlarut dalam jaringan tubuh dibandingkan nitrogen, dan volume yang terlarut berdifusi keluar dari jaringan selama dekompresi beberapa kali lebih cepat daripada nitrogen, sehingga mengurangi masalah penyakit dekompresi; dan (3) densitas helium yang rendah (seperdelapan densitas nitrogen) menjaga resistensi jalan napas tetap minimum, yang sangat penting karena nitrogen yang sangat terkompresi menjadi sangat padat sehingga resistensi jalan napas dapat menjadi ekstrem, kadang membuat kerja pernapasan tidak tertahankan.

Akhirnya, pada penyelaman sangat dalam, penting untuk menurunkan konsentrasi O2 dalam campuran gas karena jika tidak, akan terjadi toksisitas O2. Sebagai contoh, pada kedalaman 700 kaki (tekanan 22 atm), campuran O2 1% akan menyediakan seluruh O2 yang dibutuhkan penyelam, sedangkan campuran O2 21% (persentase dalam udara) menghasilkan Po2 ke paru-paru lebih dari 4 atm, tingkat yang sangat mungkin menyebabkan kejang dalam waktu sesingkat 30 menit