• Lara

Physiologie des Atmungssystems

Themenüberblick:

  1. Inspiration

  2. Expiration

  3. Atemwiderstände

  4. Äußere/ innere Atmung

  5. Toträume

  6. Atemvolumina

  7. Gasaustausch

  8. Reinigungsmechanismen der Lunge

  9. Atemregulation


1. Inspiration

Ablauf:

  1. Kontraktion der Einatemmuskeln (sh. Anatomie: Diaphragma pulmonis und Mm. intercostales externi)

  2. Folgen der Lunge (aufgrund der Pleurakopplung) → dadurch entsteht ein Unterdruck in der Lunge

  3. Einströmen von Luft, bis diese Druckdifferenz ausgeglichen ist

= Für die Einatmung ist Muskulatur essentiell! Deswegen Lähmung/ Querschnitt über C3 so fatal! Bei hoher Belastung oder bei Vorerkrankungen, werden zusätzlich Einatemhilfsmuskeln aktiviert.


2. Expiration

Ablauf:

  1. Entspannung der Einatemmuskeln

  2. Verkleinerung von Thorax und Lunge durch Schwerkraft und Elastizität; dadurch entsteht ein Überdruck in der Lunge (hier sollte im Kopf bleiben: die 3 Krümmungen der Rippen!)

  3. Die Luft strömt aus, bis es zum Druckausgleich kommt.

= So läuft die Ausatmung in Ruhe ab, unter Belastung oder wenn man bewusst/ forciert einatmet, wird zusätzlich Ausatemhilfsmuskulatur eingesetzt.


3. Atemwiderstände

  • Reibungswiderstände (von Thorax und Lunge)

  • Strömungswiderstände in den Atemwegen

  • Elastische Atemwiderstände der Lunge Auch: Compliance - die Lungendehnbarkeit, ist abhängig von Surfactant und Anzahl der elastischen Fasern

  • Surfactant = Eine fettige Substanz, die die Alveolen von innen auskleidet. Wird von Lungenzellen produziert und setzt die Oberflächenspannung herab. Bei einem Mangel kommt es zum kollabieren der Alveolen und zu Atemnot.

4. Äußere/ Innere Atmung

  • Äußere: Gasaustausch zwischen Blut und Umgebung (an den Alveolen und Kapillaren zur Sauerstoffaufnahme)

  • Innere: Sauerstoffverbrauch in der Zelle (also überall im Körper, Verbrennung zur Energiegewinnung)

5. Toträume

  • "Beschreibt die Anteile des Respirationstraktes, die nicht am Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid teilnehmen" (Aus diesem Artikel von DocCheck, erstellt von Nils Nicolay, Zugriff am 20.10.20).

  • Zur Berechnung: Atemminutenvolumen (AMV) = Atemfrequenz (AF) x Atemzugvolumen (AZV)

  • 2/3 des AZV gelangt zu den Alveolen, der Rest bleibt im anatomischem Totraum Funktioneller Totraum: Ventilation funktioniert, aber Perfusion ist gestört (dadurch ja dann mehr Lungenanteile, in denen kein Gasaustausch stattfindet).

6. Atemvolumina


7. Gasaustausch

  • 7.1 Perfusion (Durchblutung der Lunge) Je nachdem wie detailliert eure Schule/ Lehrer das voraussetzen, kommen hier die Lungengefäße und die Arterien/ Venen, die den Bronchialbaum versorgen. Genauso gehören hier die Gefäße rein, die am Gasaustausch beteiligt sind, zB. das Kapillarnetz, die A. pulmonalis und die Vv. pulmonales. Die Durchblutung ist zusätzlich abhängig von der Körperhaltung (Schwerkraft, was "unten" liegt, wird mehr durchblutet") und der O-Spannung. O-Spannung bezeichnet den Sauerstoffpartialdruck der Blutgaswerte (wie viel Sauerstoff an Hämoglobin gebunden ist). Wer dazu genaueres wissen will, sollte nochmal in anderen Medizinerquellen nachschauen, da es in der Physiotherapie nicht so detailliert gefragt ist. Es reicht die Begriffe zu kennen. Wenn ihr euch nicht sicher seid, fragt nochmal in eurer Schule/ Uni.

  • 7.2 Diffusion Getrieben wird die Diffusion durch das Partialdruckgefälle der verschiedenen Gase. Das ist also auch die treibende Kraft für den gesamten Gasaustausch. Neben Sauerstoff und Kohlendioxid, ist auch Stickstoff eins der hauptsächlichen Gase. Je nachdem wie die Sättigung im Blut ist und welche Differenz zur Atemluft herrscht, diffundiert das, was der Körper braucht. Die Blut-Luft-Schranke besteht aus Alveolarendothel, Kapillarendothel und einer Basalmembran dazwischen.

  • 7.3 Transport des Sauerstoffs Gebunden an das Eisen des Hämoglobins (roter Blutfarbstoff der Erythrozyten, ein Eiweiß an das Eisen gebunden wird). Klinischer Bezug hier: Eisenmangelanämie, Abgeschlagenheit, Müdigkeit bei Frauen zB. mit starker Monatsblutung oder post partum. Auch nach OPs und Unfällen, in der Akte/ Kurve kann man das am Hb Wert ablesen!

  • 7.4 Transport des Kohlendioxids In den meisten Fällen (80%) in Form von Bicarbonat. Das CO₂-reiche Blut gelangt über die rechte Herzkammer und den Truncus Pulmonalis zur Lunge. Dort in den Kapillaren diffundiert es in die Alveole. Die Reaktion dort nennt sich Carboanhydrase. CO₂ bleibt auch immer etwas im Blut vorhanden, zB. gebunden an Hämoglobin. Bei diesen Reaktionen entstehen H+ Ionen, diese werden auch. von Hämoglobin abgepuffert (sh. Thema Puffersysteme).

8. Reinigungsmechanismen der Lunge

  • Mukoziliäre Clearance: Bronchialsekret (Mucus) wird in den Atemwegen produziert, besteht aus H₂O und gelösten Proteinen. Fremdstoffe, Krankheitserreger und Stäube bleiben dort "kleben", dadurch Abwehrfunktion. Zilien: ca. 200 Flimmerhärchen pro Zelle, während der Atmung schlagen diese zielgerichtet Richtung Mund/ Ausgang. Das bewirkt den Abtransport des Schleims.

  • Hustenmechanismus: Ergänzt den mukoziliären Transport: ein Reflex, der durch externe Reize ausgelöst wird, zB. Trockenheit, Staub, Kälte,... Mehr dazu sh. Atemtherapie und Relfexphysiologie.

  • Alveoläre Clearance: Reinigung durch Abwehrzellen (Alveolarmakrophagen) und Surfactant, hier kein Flimmerepithel mehr.

9. Atemregulation

  • Zentral: Atemzentrum liegt in Hirnstamm, Medulla Oblongata und Pons. Durch Hemmung/ Erregung von Neuronen wird In- und Expiration reguliert. Kann zusätzlich willentlich vom Cortex und vom limbischen System beeinflusst werden (Emotionen/ Stress).

  • Physikalisch: Hering-Breuer-Reflex: Bei Inspiration messen Rezeptoren der Lunge die Dehnungsreize, diese Signale werden zum Atemzentrum gesandt und erregen die Expirationskerne/ lösen die Expiration aus. Genauso führt eine starke Verkleinerung der Lunge zu einer verstärkten Inspiration.

  • Chemisch: Chemorezeptoren messen die O₂, CO₂ und pH-Werte (pH wegen respiratorischer Azidose und Alkalose). Diese Rezeptoren liegen in den Aa. carotis communis, der Aorta und der Medulla Oblongata und passen so die Atmung an die Bedürfnisse an.


Wenn euch Fehler auffallen oder Themen fehlen, die an eurer Schule zusätzlich gefragt sind, meldet euch unter info@physiostudents.de oder kommentiert unter diesem Post!

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