Commercial Saturation Divers: Blood biochemistry and perceptions of acclimatization to oxygen and oxidative stress; in saturation and back to surface

Abstract

Norsk sammendrag – Summary in Norwegian Profesjonelle metningsdykkere har arbeidet olje- og gassindustrien i Nordsjøen siden 1960-tallet. Disse dykkerne jobber under krevende forhold; de utfører arbeidsoppgaver som kan være komplekse og fysisk tunge, på gjørmete havbunn, og i mørkt og kaldt vann. Samfunnets behov for energi har vært en drivkraft i utvinning av olje og gas. Dette har ført med seg behov for å flytte grenser for dybde og varighet i metningsdykking. Kunnskap om fysiologiske effekter av endret omgivelsestrykk har vært i utvikling siden Haldanes tid, og det samme har utstyr for undervannseksplorasjoner. Men det er ennå mye vi ikke vet om hvordan kroppen reagerer på de ekstreme miljøene i dykking. Trykkfallsyke (TFS) har ikke vært observert i offshoredykking i Nordsjøen på flere tiår etter at konservative dykkerprosedyrer ble obligatorisk for alle operatører på norsk kontinentalsokkel, gjennom et samarbeid mellom myndigheter, industri og fagforeninger. Dette trepartssamarbeidet har bidratt til innebygd sikkerhet. Men det finnes noen unike stressfaktorer som det må tas hensyn til i metningsdykking; oksidativt stress er en utfordring fordi dykkerne puster høyrer partialtrykk av oksygen (ppO2) enn det som fins i vanlig luft. Bruken av økt oksygen er en balanse, der høy ppO2 i pustegassen gir raskere eliminasjon av inertgass under dekompresjon etter dykking. Denne avhandlingen presenterer og diskuterer effekter av langvarig eksponering for økt ppO2 i kommersiell metningsdykking. Dykkerne i de tre delstudiene i avhandlingen var på kommersielle arbeidsoppdrag på undervannsinstallasjoner for olje- og gassindustrien offshore, der de bodde om bord på et dykkesupportskip på norsk og britisk sektor. Effekter av langvarig eksponering for økt oksygen ble studert ved hjelp fullgenom genuttrykksanalyse og biomarkører for vaskulær funksjon; i.e. inflammasjon, endotelfunksjon og fibrinolyse. Analysene ble gjort på blod samlet inn på norsk kontinentalsektor før og etter en arbeidsperiode i metning; og med og uten daglig inntak av antioksidant vitaminer C og E i anbefalte doser (Paper I). Deretter ble evolusjon av hemoglobin (Hb) og erytropoietin (EPO) i blod rett etter og et døgn etter en avsluttet arbeidsperiode undersøkt i metningsdykkere på britisk sektor (Paper II). Dykkernes subjektive vurdering av egen fysiske tilstand etter en arbeidsperiode i metning ble undersøkt ved hjelp av et spesielt tilpasset spørreskjema i løpet av flere offshore dykkeoperasjoner i både norsk og britisk sektor (Paper III). Akklimatisering til høyt ppO2 ble påvist i form av nedregulering av gener involvert I oksygentransport; i.e. heme, hemoglobin, røde blodceller og EPO, og oppregulering av kroppens primære antioksidanter; i.e. superoksid dismutase 1, katalase og glutation syntetase. Gener involvert i immunaktivitet og inflammasjonssignaler økte i uttrykt etter dykking. Vitamintilskuddene hadde ingen effekt verken på genuttrykk eller biomarkører etter sammenlignet med før metning. Akklimatisering til høyt ppO2 under metning ble også observert i form av lav Hb rett etter fullført dekompresjon, fulgt av en rask øking av EPO i løpet av de neste 24 timene i det kroppen oppfatter vanlig luft som en relativ hypoksi (Paper II). Dykkerne selv ga rapporterte fysiske (blekhet og fatigue), og mentale effekter (hodepine og konsentrasjonsproblemer) (Paper III); som knyttes opp mot funnene i de to foregående artiklene (Papers I og II), og kan forklares ved redusert kapasitet for oksygentransport i blod etter langvarig eksponering for høyt ppO2. Dette arbeidet bidrar med ny kunnskap om sammenhengen mellom de tegn og symptomer dykkerne selv opplever, og biokjemiske mål på akklimatisering til omgivelsene i metning. Vellykket akklimatisering til hyperoksi manifesterte seg i form av redusert oksygentransport i blodet under og like etter metning. Biomarkører for vaskulær funksjon var uendret før og etter metning; og økingen av kroppens egen antioksidantforsvar kan forklare at inntak av ekstra antioksidanter som vitamin C og E ikke hadde målbar effekt etter metning. Vi håper resultatene av disse studiene bidrar til økt forståelse av fysiologiske effekter av metningsdykking i operative settinger.