Neue Empfehlung für Sauerstoff-Grenzen

Doch länger Sauerstoff atmen?

NOAA-Workshop sieht längere Einwirkzeiten bei 1,3bar pO2 als unproblematisch

Die allermeisten Taucher verbinden mit Sauerstoff in erster Linie eins: Den maximalen pO2. Die Einwirkzeiten erscheinen eher nebensächlich, werden doch selbst bei einer Tauchsafari mit Nitrox die heute gültigen Grenzen der Sauerstoffexposition kaum einmal auch nur annähernd ausgenutzt.
Anders sieht das bei langen Rebreather-Tauchgängen aus, und noch mehr, wenn dann auch noch wirklich lange Dekozeiten dazukommen. In diesem Bereich werden regelmäßig Tauchgänge unternommen, bei denen 1,3 bar pO2 als Maximum zwar nicht überschritten werden, sehr wohl aber die von der NOAA vorgesehenen maximalen Einwirkzeiten.

Wenn Regeln von qualifizierten Tauchern regelmäßig missachtet werden, dann könnte das daran liegen, dass die Regeln für genau diesen Anwendungsbereich zu restriktiv sind oder die Vorteile, wenn man sch über sie hinwegsetzt, groß genug, um den „Regelverstoß“ weitgehend zu akzeptieren. Weil dieses ständige Missachten von Regeln aber unangenehme Begleiterscheinungen hat, war es sinnvoll, diese Regeln noch einmal zu überprüfen. Dafür haben sich Anfang des Jahres unter der Leitung von Simon Mitchell bekannte Persönlichkeiten aus dem technischen Tauchen und der Hyperbarmedizin zu einem Workshop der NOAA zusammengefunden und einen neuen Konsens erarbeitet. Diesen neuen Konsens hat Simon Mitchell im Mai 2025 auf dem jährlichen Meeting der „South Pacific Underwater Medicine Society (SPUMS) vorgestellt, wo ich direkt aus erster Hand die Argumentation hinter den neuen Empfehlungen kennenlernen durfte. Der ganze Kongress stand unter dem Thema „Sauerstoff – zu wenig, zu viel, oder genau richtig?“, und war damit natürlich genau der richtige Rahmen, um einen neuen Ansatz zu etablieren.

Diese Empfehlung geht nun weit über die maximal 210 Minuten je 24h hinaus, die in der allgemein bekannten NOAA Tabelle angegeben sind. Wie genau kommen die dahinterstehenden Wissenschaftler dazu, diese lange erprobten Regeln über Bord zu werfen?
Dafür erst mal ein Blick darauf, was diese Tabelle zu den O2 Einwirkzeiten überhaupt ist, und wo ihre Schwachstellen liegen. Wir müssen, um das zu verstehen, zunächst noch mal einen ganz grundsätzlichen Blick auf die verschiedenen Formen der Sauerstoff-Vergiftung werfen.

Zentrales Problem: CNS-Toxizität

Die größten Bedenken beim Einsatz von höherprozentigen Dekogasen oder bei sehr langen Expositionen mit dem Rebreather liegen bekanntermaßen in der Angst vor Krämpfen, die durch eine Sauerstoffvergiftung ausgelöst werden und unter Wasser kaum zu überleben sind. Die Grenzwerte, mit denen versucht wird, das Risiko Richtung Null zu bekommen, sind dabei für den Freizeitbereich immer weiter nach unten geschoben worden. Im Moment gelten 1,4 bar pO2 für die Arbeitsphase des Tauchgangs, 1,6 bar pO2 für die Deko und 1,3 bar pO2 Setpoint am CCR weitgehend als Konsens, wobei eine Tendenz zu „lieber etwas niedriger“ zu beobachten ist (und es natürlich auch die Fraktion „früher haben wir doch auch…“  noch gibt).

Dass diese Werte immer wieder in der Diskussion stehen und nicht einmal erprobt und festgelegt werden können, hat einen sehr guten Grund. Die Symptome einer CNS-Vergiftung folgen leider keinem simplen Dosis-Wirkung-Prinzip, sondern sind vor allem eins: Chaotisch und nicht vorhersehbar. Noch heute greift man hier auf Daten aus den 1940er Jahren zurück, in denen für das Militär Versuche gemacht wurden, um das Einsetzen einer Sauerstoffvergiftung besser vorhersagen zu können. Eins der eindrücklichsten Ergebnisse dabei: Ein und dieselbe Person erlebt an unterschiedlichen Tagen mal schon nach wenigen Minuten, manchmal aber erst nach Stunden Symptome – bei den gleichen Bedingungen. Getestet wurde hier bei einem pO2 von etwa 3 bar (!) im Wasser, aber in einer Druckkammer, ohne weitere Anstrengung in Ruhe.
Und auch der Überblick über die Ergebnisse aus diesen Studien zeigt etwas wichtiges: Niemand bekommt automtisch in einem bestimmten Moment Symptome, sondern auch bei Sauerstoff-Partialdrücken, denen wir uns ganz sicher nicht freiwillig im Wasser aussetzen würden, treten Symptome erst nach einiger Zeit auf. 

aus: Groborz, O et al. (2025): New insights into the mechanisms and prevention of central nervous system oxygen toxicity: A prospective review. CC-BY 4.0
Die Daten für die Grafiken stammen aus Donald, K. W. (1947). Oxygen Poisoning in Man.

Man sollte ja meinen, dass solche „alten“ Ergebnisse heute längst überholt sind – aber das Gegenteil ist der Fall. Diese Resultate wurden auch auf dem SPUMS-Meeting in fast allen Vorträgen gezeigt, in denen es um CNS-Toxizität ging. Der Grund dafür ist auch einleuchtend. Die Untersuchung ist zwar alt, hat aber relevante Ergebnisse gebracht und an einer nennenswerten Zahl von Probanden gemessen, bei welcher Exposition es zu Symptomen einer CNS-Vergiftung kommt. Diese Symptome sind schmerzhaft, unangenehm, und auch nicht komplett ungefährlich. Da die Daten auch heute noch gut genug sind, gibt es keinen Grund, dieselben Testreihen zu wiederholen und weitere Menschen dem auszusetzen.

Was hier klar wird, und man immer im Hinterkopf behalten sollte: Es lässt sich nicht vorhersehen, wann genau eine bestimmte Person Symptome bekommen wird. Man kann aus vielen Testreihen und Daten aus Tauchgängen zwar gewisse Wahrscheinlichkeiten extrapolieren, bekommt aber keine Antwort auf die Frage: Wie lange kann ich heute welchen pO2 nutzen, ohne eine Sauerstoffvergiftung zu riskieren? Gesucht wird daher, wenn Grenzwerte festgelegt werden, nach der Grenze, unter der das Risiko so nah wie möglich an Null ist.

Um diese Grenze zu finden, kommt erschwerend hinzu, dass das Risiko mit Faktoren verbunden ist, die über den reinen Sauerstoff-Partialdruck hinausgehen. Im Trockenen, in einer Kammer, lässt sich ein höherer pO2 bedeutend länger tolerieren als unter Wasser. In Ruhe ist ein CNS-Hit deutlich unwahrscheinlicher als in Bewegung, weil anscheinend auch die CO2-Retention eine Rolle spielt. Und bei Rebreathern steckt genau darin noch ein zusätzliches Risiko: Die Atemarbeit ist hier etwas größer als in einem offenen System, und es kann dazu kommen, dass der Scrubber das CO2 aus der Ausatemluft nicht mehr komplett entfernt.

Pulmonale Toxizität

Neben der für uns so wichtigen CNS-Toxizität kommt bei der Bewertung, wie lange man sich einem erhöhten pO2 aussetzen möchte, noch etwas ins Spiel: Die pulmonale Toxizität.  Hier ist die Datenlage deutlich simpler. Schäden an der Lunge stellen sich nach längeren Einwirkzeiten fast unweigerlich ein, und das ist nach längeren Druckkammerbehandlungen messbar. Auch hier gibt es natürlich individuelle Unterschiede, aber das Risiko ist deutlich besser einzuschätzen. Um Schäden an der Lunge zu vermeiden, werden Einwirkzeiten durch OTUs (Oxygen Toxicity Units) kontrolliert.
Wenn es dazu kommt, dass der Sauerstoff die Lungenfunktion beeinträchtigt, spürt man Atembeschwerden, Husten, Schmerzen beim Einatmen – alles nicht schön, aber im Gegensatz zu Krämpfen unter Wasser alles andere als lebensbedrohlich. In den meisten Fällen sind die Symptome reversibel, die Lunge erholt sich wieder.

Die beiden Formen der Sauerstofftoxizität haben beim Tauchen also eine sehr unterschiedliche Relevanz: Während man Krämpfe unbedingt vermeiden möchte, weil sie in den meisten Fällen tödlich enden, kann man das Risiko von reversiblen Einschränkungen in der Lungenfunktion eher in Kauf nehmen. Hier kann man abwägen, ob die Vorteile des höheren pO2 in der Deko das Risiko rechtfertigen.

Das Problem mit der NOAA Tabelle

Sauerstoff-Einwirkzeiten nach NOAA (2001). Table 3.4, S. 3.23
Die Unterteilung CNS vs Pulmonale Toxizität folgt einer Idee von Simon Mitchell

Dazu kommt ein weiteres Problem: Es werden ja nicht nur Grenzen gesetzt, sondern die Grenzwerte werden für kürzere Expositionszeiten und wiederhole Tauchgänge angepasst. Dafür werden Prozentwerte der Gesamtexposition genommen und zusammengezählt. Genau das wird in unterschiedlichen Formen in jeder O2-CNS-Tabelle und in jedem Tauchcomputer gemacht. Was dabei herauskommt, ist ein in dieser Form nicht validiertes und schwer begründbares Modell.

Den Ärger darüber, dass die empirische Basis hier so schwach ist, bedeutet aber nicht, dass die „CNS-Limits“ nicht funktionieren. Das tun sie durchaus: Unfälle wegen einer Sauerstoffvergiftung sind trotz der weltweiten Verbreitung von Nitrox extrem selten, und in den allermeisten Fällen darauf zurückzuführen, dass Gase verwechselt wurden. Man kann sich also auch weiterhin an diese Grenzwerte halten und macht damit nichts falsch.

Das Problem entsteht erst dann, wenn man sehr lange Tauchgänge mit sehr langer Deko unternimmt – Rebreathertaucher, sehr erfahrene technische Taucher und Unterwasser-Arbeiter können in diese Situation kommen. In diesen Bereichen wird mit Air Breaks versucht, das Risiko zu minimieren – aber es werden nicht selten deutlich längere Expositionszeiten in Kauf genommen, als es in der Tabelle vorgesehen ist.

„Um die derzeitige Situation zusammenzufassen: Technische Taucher und andere Gruppen wie wissenschaftliche Taucher, die längere Tauchgänge durchführen, arbeiten mit restriktiven Sauerstoffbelastungsgrenzen, die im Hinblick auf das besonders besorgniserregende Ergebnis (CNS-Toxizität) im Bereich der üblicherweise verwendeten inspiratorischen PO2-Werte (< 1,6 atm) im Wesentlichen ungetestet sind. Da das technische Tauchen zu tieferen und längeren Tauchgängen geführt hat, sind Taucher zwangsläufig gezwungen, diese Grenzen zu ignorieren.“ (Hoyt et al., 2025, S.231)

Es ist in diesem Bereich zu einer gängigen Praxis geworden, die Empfehlungen zu ignorieren – was ein Problem ist: Man schießt die anerkannte Tabelle in den Wind. Dahinter steht aber nicht immer eine intensive Auseinandersetzung mit dem Thema und eine bewusste Entscheidung, sondern ein „machen hier alle so“. Und genau dabei sollten wirklich bei jedem Taucher die Warnlampen rot blinken!

Wir haben hier jetzt eine besondere Situation. Die Grenzwerte haben keine besonders gute Reputation, ihre wissenschaftliche Solidität wird seit Jahrzehnten als nicht ausreichend gesehen. Und man hat wirklich gute Gründe, hier andere Grenzwerte zu setzen. Wenn man das aber nicht in einer konsensualen, gut durchdachten Form tut, sondern die Missachtung geltender Grenzwerte einfach hinnimmt, kann das Auswirkungen auf die Akzeptanz dieser Grenzwerte im Ganzen haben, und kann in eine Bewegung weg von den immerhin funktionierenden Regeln münden. Genau deshalb war es hier so wichtig, eine neue, tragbare Empfehlung zu finden.

Eine neue Empfehlung

Der NOAA Workshop 2025 hatte nun nicht zum Ziel, die komplette etablierte Sauerstoff-Einwirkzeiten-Tabelle über Bord zu werfen. Wie Simon Mitchell formuliert hat: „Let’s not replace one crap evidence-free limit with another crap evidence-free limit“. Ziel war es vielmehr, aus den existierenden Daten zu einer Empfehlung zu kommen, die darauf fokussiert ist, CNS-Hits zu verhindern, während man keine zu restriktiven Grenzen setzt.
Das Limit von 1,3 bar pO2 ergibt sich dabei aus der Studienlage. Wie schon beispielhaft an der Datensammlung von Vann et al. 2009 gezeigt, kann man 1,3 bar pO2 als die Grenze ansehen, bei der das Risiko nahe null ist. Da für alle höheren pO2s die Datenlage zu schwach ist, hat man sich geeinigt, diesen weitgehend verbreiteten pO2 als Ausgangspunkt zu nehmen.
Nach Sichtung der Datenlage kam man zu folgendem Konsens:

Mit einem konstanten (maximalen) pO2 von 1,3 bar sind insgesamt 240 Minuten Tauchzeit unter normaler Belastung akzeptabel. Dazu dürfen weitere 240 Minuten in Ruhe in der Dekompressionsphase kommen. Dieses Limit gilt auch, wenn es auf mehrere Tauchgänge pro Tag verteilt wird, die Gesamtzeit von 4 plus 4 Stunden sollte innerhalb von 24h nicht überschritten werden.
Mit diesen Grenzwerten geht unweigerlich ein erhöhtes Risiko einer pulmonalen Toxizität einher, das man bereit sein muss zu akzeptieren. Wenn Symptome auftreten, sollte man eine Tauchpause einlegen, bis sie wieder vollständig verschwunden sind.

Obwohl man die 1,3bar pO2 als so sicher sehen darf, dass ein CNS-Hit praktisch ausgeschlossen ist, empfehlen die Autoren drei Strategien, um auch das letzte Risiko zu minimieren.

Air breaks: Es ist nachgewiesen, dass in Druckkammerbehandlungen kurze „Air-breaks“ das Risiko einer CNS-Vergiftung deutlich reduzieren. Bei längerer Dekompression sind kurze Unterbrechungen und Wechsel auf ein Gas mit weniger Sauerstoff oder ein herabsetzen des Setpoints für fünf Minuten sehr empfehlenswert.

Hyperkapnie vermeiden: Bei größerer Anstrengung ist das Risiko einer CNS-Vergiftung (und anderer Unannehmlichkeiten) deutlich höher. Eine geringere Gasdichte und weniger Anstrengung können dazu beitragen, dieses Risiko zu minimieren.

Mundstück im Mund fixieren: Nicht nur bei Krämpfen, auch bei anderen möglichen gesundheitlichen Problemen kann es helfen, wenn das Mundstück fixiert ist.

Konsequenzen aus der neuen Empfehlung

Diese neue Richtlinie ist eine Erleichterung für diejenigen, die bei ihren Tauchgängen immer mal wieder die bisherigen CNS-Grenzen überschreiten. Sie haben jetzt eine gut begründete neue Grenze, und können ihre Dekostrategie daran anpassen.
Vorsicht ist geboten, wenn man wie bisher gerne 1,6 bar pO2 in der Deko einsetzen möchte. Die neuen Empfehlungen decken das aus guten Gründen nicht ab. Wer die „CNS-Clock“ schon bei 1,6 bar pO2 ausgereizt hat, für den birgt eine weitere längere Exposition bei 1,3 bar O2 möglicherweise inakzeptabel hohe Risiken. Zumindest ist die Datenlage nicht klar genug, dass jemand bereit wäre, dafür eine Empfehlung auszusprechen, die den etablierten Regeln widerspricht.

Gleichzeitig bedeutet die neue Empfehlung nicht, dass man grundsätzlich die Grenze auf 1,3 bar pO2 legen muss. Im Bereich der eher kurzen Expositionen, die wir bei den viel normaleren, viel weniger extremen Tauchgängen haben, können wir selbstverständlich die Vorteile eines höheren pO2 auch weiterhin nutzen. 

Dieser Beitrag wird in der Wetnotes in gedruckter Form erscheinen. Ein Blick in diese Zeitschrift lohnt sich für alle, die am technischen Tauchen interessiert sind!

Danke an die SPUMS für ihre Unterstützung dieses Artikels. Sie haben einen Zugang zu ihrem Kongress gesponsort, der für dieses Thema sehr relevant war.