Zusammenfassung – Atmungsphysiologie
Atemmechanik
Inspiration und Exspiration
- damit überhaupt ein Gas strömen kann, muss es Druckunterschiede geben
- Lunge und Thoraxwand sind durch den Pleuraspalt voneinander getrennt
o darin befindet sich Flüssigkeit (Gleitschicht), damit die Lunge an der Thoraxwand
haften bleibt und der Bewegung von Thorax/Zwerchfell folgen kann
- die Lunge wird nur indirekt bewegt durch Zwerchfell und Atemhilfsmuskulatur
o Ruheatmung fast ausschließlich durch Zwerchfell!
- die Exspiration erfolgt durch Entspannung der inspiratorischen Muskeln
o bei starker Ausatmung à Bauchmuskelanspannung
- zu Beginn der Inspiration = maximale Atemstromstärke
- Atemruhelage = Position einer entspannten Mittelstellung von Lunge und Thorax, die
ohne Kraftaufwand aufrechterhalten werden kann (am Ende einer normalen
Ausatmung). Hier ist die Atemstromstärke gleich Null
Druckverhältnisse
- intrapleuraler (intrathorakaler) Atemdruck
o in Atemruhelage herrscht im Pleuraspalt ein subatmosphärischer Druck von
–0,5kPa (Donders-Unterdruck)
o Grund: die Lunge hat eine Eigenelastizität, sodass die Lunge bestrebt ist, sich
zusammenzuziehen
o bei Erweiterung des Thorax (Inspiration) erreicht der Wert –0,7 kPa
o bei der Exspiration bleibt der Wert i.d.R. negativ
o Ausnahme: bei stark forcierter Ausatmung kann der Wert positiv werden (Husten
oder vermehrt körperliche Arbeit)
- intrapulmonaler Atemdruck
o = Druck im Alveolarraum
o entspricht in Ruhelage dem äußeren Luftdruck!
o nur während der Ein- und Ausatmung weicht der Wert von der Nulllinie ab
(aufgrund der Volumenänderung)
o die Luft strömt entlang des Druckgefälles aus der Lunge heraus bzw. in sie hinein
o bei Inspiration = gegenüber äußerem Luftdruck negativ
o bei Exspiration = gegenüber äußerem Luftdruck positiv
Die Druckdifferenz ist zwischen intrapleuralem und intrapulmonalem Druck bei maximaler
Ausatemstellung am geringsten!
,Atemgrößen (Lungenvolumina, Lungenkapazitäten)
Atemzugvolumen (AZV):
Volumen, das mit jedem Atemzug ein- und ausgeatmet wird.
In Ruhe = 0,5 Liter (0,35l = Alveolen, 0,15l = anat. Totraum).
Bei Atemfrequenz (AF) von 15/min = 7,5l Atemminutenvolumen
Inspiratorisches Reservevolumen (IRV):
Volumen, das über den normalen Atemzug hinaus noch eingeatmet werden kann (ca. 3l)
Exspiratorisches Reservevolumen (ERV):
Volumen, das über den normalen Atemzug hinaus ausgeatmet werden kann (ca. 1,5l).
Hier entspricht CO2-Partialdruck = O2-Partialdruck, weil nur noch Luft aus dem Alveolarraum
ausgeatmet werden kann.
Residualvolumen (RV):
Volumen, das nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibt (ca. 1,5–2l).
Vitalkapazität (VC):
AZV + IRV + ERV (ca. 5–6l)
Funktionelle Residualkapazität (FRC):
Volumen, das in Atemruhelage am Ende der Ausatmung noch in der Lunge ist (ca. 3l)
Inspirationskapazität:
Volumen, das von der Exspirationslage aus maximal eingeatmet werden kann (ca. 3,5l)
Totalkapazität:
VC + RV (ca. 6,5l oder mehr)
Atemgrenzwert:
Atemzeitvolumen, das ein Proband pro Zeiteinheit maximal willkürlich erreichen kann:
120-170l/min
è im Alter bleibt Totalkapazität unverändert, aber Vitalkapazität nimmt ab und daher das
Residualvolumen zu!
è Grund: Abnahme der Elastizität von Lunge und Thorax
,
Atemmechanik
Inspiration und Exspiration
- damit überhaupt ein Gas strömen kann, muss es Druckunterschiede geben
- Lunge und Thoraxwand sind durch den Pleuraspalt voneinander getrennt
o darin befindet sich Flüssigkeit (Gleitschicht), damit die Lunge an der Thoraxwand
haften bleibt und der Bewegung von Thorax/Zwerchfell folgen kann
- die Lunge wird nur indirekt bewegt durch Zwerchfell und Atemhilfsmuskulatur
o Ruheatmung fast ausschließlich durch Zwerchfell!
- die Exspiration erfolgt durch Entspannung der inspiratorischen Muskeln
o bei starker Ausatmung à Bauchmuskelanspannung
- zu Beginn der Inspiration = maximale Atemstromstärke
- Atemruhelage = Position einer entspannten Mittelstellung von Lunge und Thorax, die
ohne Kraftaufwand aufrechterhalten werden kann (am Ende einer normalen
Ausatmung). Hier ist die Atemstromstärke gleich Null
Druckverhältnisse
- intrapleuraler (intrathorakaler) Atemdruck
o in Atemruhelage herrscht im Pleuraspalt ein subatmosphärischer Druck von
–0,5kPa (Donders-Unterdruck)
o Grund: die Lunge hat eine Eigenelastizität, sodass die Lunge bestrebt ist, sich
zusammenzuziehen
o bei Erweiterung des Thorax (Inspiration) erreicht der Wert –0,7 kPa
o bei der Exspiration bleibt der Wert i.d.R. negativ
o Ausnahme: bei stark forcierter Ausatmung kann der Wert positiv werden (Husten
oder vermehrt körperliche Arbeit)
- intrapulmonaler Atemdruck
o = Druck im Alveolarraum
o entspricht in Ruhelage dem äußeren Luftdruck!
o nur während der Ein- und Ausatmung weicht der Wert von der Nulllinie ab
(aufgrund der Volumenänderung)
o die Luft strömt entlang des Druckgefälles aus der Lunge heraus bzw. in sie hinein
o bei Inspiration = gegenüber äußerem Luftdruck negativ
o bei Exspiration = gegenüber äußerem Luftdruck positiv
Die Druckdifferenz ist zwischen intrapleuralem und intrapulmonalem Druck bei maximaler
Ausatemstellung am geringsten!
,Atemgrößen (Lungenvolumina, Lungenkapazitäten)
Atemzugvolumen (AZV):
Volumen, das mit jedem Atemzug ein- und ausgeatmet wird.
In Ruhe = 0,5 Liter (0,35l = Alveolen, 0,15l = anat. Totraum).
Bei Atemfrequenz (AF) von 15/min = 7,5l Atemminutenvolumen
Inspiratorisches Reservevolumen (IRV):
Volumen, das über den normalen Atemzug hinaus noch eingeatmet werden kann (ca. 3l)
Exspiratorisches Reservevolumen (ERV):
Volumen, das über den normalen Atemzug hinaus ausgeatmet werden kann (ca. 1,5l).
Hier entspricht CO2-Partialdruck = O2-Partialdruck, weil nur noch Luft aus dem Alveolarraum
ausgeatmet werden kann.
Residualvolumen (RV):
Volumen, das nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibt (ca. 1,5–2l).
Vitalkapazität (VC):
AZV + IRV + ERV (ca. 5–6l)
Funktionelle Residualkapazität (FRC):
Volumen, das in Atemruhelage am Ende der Ausatmung noch in der Lunge ist (ca. 3l)
Inspirationskapazität:
Volumen, das von der Exspirationslage aus maximal eingeatmet werden kann (ca. 3,5l)
Totalkapazität:
VC + RV (ca. 6,5l oder mehr)
Atemgrenzwert:
Atemzeitvolumen, das ein Proband pro Zeiteinheit maximal willkürlich erreichen kann:
120-170l/min
è im Alter bleibt Totalkapazität unverändert, aber Vitalkapazität nimmt ab und daher das
Residualvolumen zu!
è Grund: Abnahme der Elastizität von Lunge und Thorax
,
