Atmungssystem Anatomie
ZHAW BsC Pflege 1. HS
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M. V.
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Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über die Anatomie und Physiologie des Atmungssystems, geeignet für medizinische und biologische Studien. Sie behandeln zentrale Themen wie die Funktion der Lunge, den Gasaustausch, die Rolle von Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2) sowie die Regulation der Atmung durch das Zwerchfell und die Atemwege. Besonders nützlich für Studierende und Fachleute, die ihr Verständnis der Atemphysiologie vertiefen möchten, um Krankheiten und Störungen des Atmungssystems besser zu verstehen und zu behandeln.
Atmungskontrolle über die Blutgase
- Chemische Atmungskontrolle wird ausgelöst durch
- Erhöhten CO2 Partialdruck
- Ausgeprägte Steigerung des Atemminutenvolumen
- Absinkender pH Wert
- Absinkender O2 Partialdruck
- Erhöhten CO2 Partialdruck
- Erhöhter O2 Bedarf --> O2 Partialdruck sinkt --> CO2 Partialdruck steigt durch vermehrter Zellstoffwechsel --> Bikarbonat und H+ im Blut steigt
Periphere Chemorezeptoren
- Messen den O2 und CO2 Partialdruck und den pH Wert
- Meldet die Informationen ans Atemzentrum
- Glomus caroticum
- In kleinen Geflechten des Parasympathikus an der Teilungsstell der A. carotis communis
- Glomus aorticum
- Zwischen Lungenarterie und Arotenbogen
Zentrale Chemorezeptoren
- Im verlängerten Mark des Gehirns
- Reagiert auf den pCO2 Abfall des pH Wertes
- pH und CO2 Antwort
- Steigerung des Atemvolumens àgesteigerte Abatmung von CO2 --> pH steigt
CO2 Narkose
- Wenn der pCO2 8,0 – 9,4 kPa übersteigt
- Nervenzellen können nicht mehr richtig funktionieren
- Bewusstseinstrübung und Bewusstlosigkeit
- Lähmung des Atemzentrums --> Abnahme des Atemzeitvolumen --> pCO2 steigt weiter
Möglicher Atemstillstand bei O2 Gabe
- Bei Patienten mit chronischen Atemwegserkrankungen
- Chemorezeptoren gewöhnen sich an den erhöhten pCO2, Atemantrieb nur noch über eine O2 Mangel Antwort
Blutgasanalyse
- Bei Lungenerkrankungen, Pat. Unter Beatmung und Störungen im Säure- Basen Haushalt
- Messung des pO2, pCO2, pH Wert
- Arteriell oder kapilläre Blutentnahme
Weitere Einflussfaktoren auf die Atumung
- Körperliche Arbeit
- Erhöhung des Atemzeitvolumen durch die zentrale und peripheren Chemorezeptroen und die motorischen Rindenfelder
- Atmung und Schmerz/Temperatur
- Starke kältereize reduzieren den Atemanreiz
- Atmung und Psyche
- Steigerung und unterdrückung des Atemantriebs
- Psychogene Hyperventilation
- Vermehrtes Abatmen von CO2 --> Senkung des pCO2 --> Alkalose
- Alkalose --> Senkung der Ca Konzentration --> Beeinträchtigt die Nervenleistungen --> neurologische Symptome
Höhenumstellung
- Kurzfristige Veränderungen und Gegenregulationen
- Herzfrequenz steigt, besonders bei körperlicher Arbeit
- Atemminutenvolumen nimmt zu
- In Ruhe nur leicht, bei Arbeit stark
- Respiratorische Alkalose
- Durch die gesteigerte Atmung
- Zwischen 2’000- 4’000m meist problemlos
- Ab 4’000m stufenweise Adaption
- Gefahr einer akuten Höhenkrankheit: Kopfschmerzen, Übelkeit, Appetitlosigkeit, unruhiger Schlaf, Schwindel, Erbrechen
Höhenakklimatisation
- Bei längeren Höhenaufenthalten
- Stimulierung der Bildung von EPO
- Vermehrte Bildung von EC, Hämatokrit steigt
- Blut wird zäher
- Steigerung des Schlagvolumens für die Zunahme des Herzminutenvolumens
- Organismus reagierte empfindlicher auf O2 Mangel als auf erhöhten CO2 Gehalt
- Schnellere Reaktion auf O2 Unterversorgung
- Normalisierung des Säuren- Basen Haushalts durch vermehrte Bikarbonat Ausscheidung über die Niere
- Akklimatisation über Generation: Anpassung der Form des Brustkorbs, Lungenvolumen und Atemtypus
- O2 Diffusionskapazität ist grösser
Streckentauchen mit angehaltenter Atmung
- pCO2 steigt --> Gefühl der Atemnot
- Hyperventilation vor dem Abtauchen
- CO2 Gehalt sinkt ab, O2 Vorrat steigt
- Gefahr: zu spätes einleiten des Auftauchen und Bewusstlosigkeit vor dem Erreichen der Wasseroberfläche
Schnorchel
- Maximal 30cm langes Rohr
- Ein längerer Rohr würde den anatomischen Totraum vergrössern
- Brustkorb könnte sich gegen den Wasserdruck nicht mehr erweitern
Tiefentauchen mit angehaltener Atmung
- Mit zunehmender Tiefe nimmt der Wasserdruck zu
- Luftgefüllte Räume des Körpers werden komprimiert
- Barotraumen: druckbedingte Verletzungen
- Beim Aufsteigen verschwindet die Reserve an pO2 àGefahr der Bewusstlosigkeit und ertrinken
Tiefentauchen mit Geräten
- Pressluft Tauchgeräten: Passt den Druck der Einatemluft an den Wasserdruck an
- Tiefenrausch: in grösseren Tiefen
- Verstärkter übergang von Stickstoff ins Gewebe
- Euphore, Panik und Bewusstlosigkeit
- Taucherkrankhei (Caisson- Krankheit)
- Bei zu schnellem Auftauchen
- Stickstoff im Gewebe bildet Gasblasen
- Gasembolien möglich
- Deshalb braucht es eine Dekompressionszeit
Funktion des Atmungssystem
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- Äussere Atmung: Gasaustausch zwischen Blut und Umgebung
- Lunge: nimmt O2 auf und gibt CO2 ab
- CO2 wichtig für Säure- Basen Haushalt
- Innere Atmung: Herstellung des ATP in der Zelle
Einteilung
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- Obere Atemwege:
- Nase, Nasennebenhöhle und Rachenraum
- Untere Atemwege:
- Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien und Lunge
Lunge und Umwelt
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- Lunge ist eine Grenzfläche zur Umwelt
- Viele Erkrankungen der Lungen entstehen durch den Kontakt mit der Umwelt
sichtbare äussere Teil der Nase
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- Nasenlöcher, Nasenflügel, Nasenspitze, Nasenrücken und Nasenwurzel
Nasenknorpel
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- prägt die äussere Form der NAse
Nasenhöhle
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- Über dem harten Gauen
- Nasenhöhlendach: Seitenwände der Nasenhöhle mit der Siebbeinplatte der Schädelbasis
Nasenscheidewand
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- septum nase
- trennt die rechte und linke Nasenhälfte
Choanen
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- hintere Nasenöffnungen
- Concha nasalis inferior, media und superior: untere, mittlere und obere Nasensmuschel
- Vergrössern die Nasenhöhlen
Funktionen der Nase
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- Erwärmung, Voreinigung und Anfeuchtung der Atemluft
- Beherbergung des Riechorgans
- Resonanzraum der Stimme
Erwärmung, Vorreinigung und Anfeuchtung der Atemluft
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- Mehrreihiges Flimmerepithel
- An der Wand der Nasenhöhle
- Bewegen sich rhythmisch zum Rachen hin àaufgenommene Staub und Bakterien werden verschluckt
- Becherzellen
- Zwischen den Flimmerhärchen
- Produzieren Muzin
- Reinigung und anfeuchten der Atemluft
- Durch die Flimmerhärchen und das Muzin
- Vorwärmung
- Durch ein dichtes Geflecht von feinen Blutgefässen in der Nasenschleimhaut
- Je kälter die Atemluft, desto stärker wird die Nasenschleimhaut durchblutet
Riechfunktion
- Riechschleimhaut:
- Unter der Siebbeinplatte Lamina cribrosa
- Riechzellen
- Eingestreut
- Zellkörper des Riechnerv N. olfactorius
- Riechfäden: Fila olfactoria
- Fasern des Riechnervs
- Steigen in die vordere Schädelgrube auf
- Meldet Reize an das Riechhirn
Nasennebenhöhlne
- Funktion:
- Gewichtsverminderung des Schädels
- Resonanzraum der Stimme
- Stirnhöhle, Kieferhöhle und Siebbeinzellen mit dem mittleren Nasengang in Verbindung
- Keilbeinhöhlengang mündet oberhalb der oberen Nasenmuschel
Tränennasengang
- mündet in den unteren Nasengang
- enges Röhrchen
- mit Schleimhaut ausgekleidet
- Tränenflüssigkeit aus dem inneren Augenwinkel kann in die Nasenhöhle abgeleitet werden
Rachen
Pharynx
- Muskelschlauch von der Schädelbasis bis zur Speiseröhre
- Vor der Halswirbelsäule und hinter der Nasen und Mundhöhle
- Kreuzung des Luft- und Speisewege
- Kehldeckel schützt vor dem Verschlucken
Nasopharynx
- Oberer Drittel des Rachenraumes
- Mündung der
- Choanen und
- Ohrtrompeten (Eustachische Röhren, Tubae auditivae)
- Belüftung des Mittelohres
- Ausgleich von Druckunterschieden
- Rachenmandeln (Tonsilla pharyngea)
- Infektabwehr
Oropharynx
- Mittlerer Rachenabschnitt mit einer weiten Öffnung zum Mundraum
- Gemeinsamer Passageabschnitt für Luft und Nahrung
- Gaumenmandeln (Tonsillae palatinae)
- Teil des lymphatischen Rachenringes
- Zungenmandeln: Tonsilla lingualis
- Teil des lymphatischen Rachenringes
- Aus den Seitensträngen und den Zungenbälge
- Angina tonsillaris
- Mandelentzündung
Larnygopharynx
- Unterster Abschnitt des Rachenraums
- Reicht vom Zungenbein bis zum Kehlkopf
- Hier erfolgt der Schluckakt
Funktionen des Kehlkopfs
- Verschliesst die Atemwege und schützt so vor Aspiration
- Hauptorgan der Stimmbildung
Aufbau des Kehlkopfs
- Röhrenförmiges Knorpelgerüst
- Beim Mann durch den Adamsapfel leicht tastbar
- Vom Zungengrund bis zur Luftröhre
- Wichtigste Strukturen
- Kehldecken
- Stimmbänder
- 9 Knorpel
Schildknorpel des Kehlkopfes
Cartilago thyroidea
- Grösster Knorpel
- Bildet den Adamsapfel
- Gibt dem Kehlkopf seine 3 eckige Struktur
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Lernkarten
Aufbau der Lungen
- Lungenbasis:
- Teil der Lunge der dem Zwerchfell aufliegt
- Lungenspitze (Apex)
- Oberer Teil
- Lungen Lappen
- Linke Lunge: oberer und unterer Lungenlappen
- Rechte Lunge: Ober-, Mittel und Unterlappen
- Lungensegmente
- Rechts 10
- Links 9
- Werden vom Segementbronchus versorgt
Lungenhilum
- Hauptbronchien und Lungengefässe treten medial in die Lunge ein
- Lymphknoten um Hilum
- Bei vielen Erkrankungen vergrössert
- Alveolarmakrophagen
- In den Lymphgefässen der Lunge
- Phagozytose von Fremdkörper und Giften
Blutversorgung der Lungen
- Lungenkreislauf zur oxidation des Blutes
- Eigenversorgung über die Bronchialarterien des Körperkreislaufes
Untersuchung der Lunge
- Perkusion:
- Auskultation der Atemgeräusche
- Bildgebende Verfahren wie Röntgen oder CT
- Sonographie
Pleura
- Lungenfell (pleura visceralis)
- Um die Lunge herum
- Rippenfell (pleura parietalis)
- An der Brustwand, Zwerchfell und Mediastinum
- Sensibel innerviert
- Pleura (Brustfell)
- Lungenfell und Rippenfell
- Pleuraspalt: zwischen den beiden Blättern
- Flüssgikeitsgefüllt
Unterdruck zwischen den Pelurablättern
- Unterdruck im Pleuraspalt
- Erweiterung des Brustkorbes durch Einatmung --> Ausdehnung des Lungengewebes
- Pleuraflüssigket
- Zwischen den Blättern
- Verhindert die Reibung der Blätter aneinander
Pneumothorax
- Luft im Pleuraspalt
- Unterdruck ist zerstört --> Lunge dehnt sich nicht mehr aus --> kein Gasaustausch mehr
Pleuritis
- Entzündung der Pleurablätter
- Pleurablätter reiben schmerzhaft aneinander
- Meistens eine Folge einer Lungenentzündung
Pleuraerguss
- Ansammlung von Flüssigkeit im Pleruaspalt
- Z.B durch eine Entzündung, Linksherzinsuffizienz, Tumorbedingt
- Lunge kann sich nicht mehr ausreichend entfalten
Atemmechanik
- Lungen sind elastisch und nicht aktiv beweglich
- die Lunge folgt den Atembewegungen des Brustkorbs und Zwerchfells
- Weite des Brustraums wird durch die Rippenstellung und den Zwerchfellstand bestimmt
Zwerchfell
- Breite, gewölbte Muskelplatte
- Trennt Brust und Bauchhöhle voneinander
- Sehnenplatte (Centrum tendineum)
- In der Mitte des Zwerchfells
- Ansatz für die Muskelfasern des Zwerchfells
Inspiration
- Zwerchfell spannt sich an --> flacht ab --> Lunge dehnt sich aus
- Unterstützung durch die äusseren Zwischenrippenmuskeln (Mm intercostales externi)
- Erweitert den Thorax nach vorne
Atemhilfsmuskulatur
- Bei vertiefter Atmung
- Zwerchfell und äussere Zwischenrippenmuskulatur
Exspiration
- Überwiegend passiv
- Erschlaffung der Mm intercostales externi und des Zwerchfells --> Brustkorb verengt sich
- Hilfsausatmger
- Unterstützung durch Mm. Intercostales interni
- Brustkorb wird abgesenkt
- Bauchmuskel
- Unterstützung durch Mm. Intercostales interni
Bauchpresse
- Atembewegung wird angehalten
- Stimmbänder verschliessen sich
- Bauchmuskulatur kontrahiert willkürlich
- Druck im Bauchraum steigt an
Funktioneller Totraum
- Anatomischer Totraum: nimmt nicht an Gasaustausch teil
- 1/3 der Luft in Kehlkopf, Trachea und Bronchien
- Alveolarer Totraum: zerstörte Alveolen
Atemfrequenz, Atemzugvolumen und Atemzeitvolumen
- Atemfrequenz 14 – 16/min
- Atemzugvolumen ca 500ml
- Atemzeitvolumen ungefähr 7,5l/min
Inspiratorisches und Exspiratorisches Reservevolumen
- Inspiratorisches Reservevolumen
- Durch die verstärkte Inspiration
- Expiratorisches Reservevolumen
- Durch die verstärkte Ausatmung
Vitalkapazität
- Atemzugvolumen und inspiratorisches Reservevolumen
Residualvolumen
- Luft die auch bei verstärkter Ausatmung in der Lunge bleibt ¨
Totalkapazität
Vitalkapazität + Residualvolumen
Funktionelle Resudualkapazität FCR
- = exspiratorisches Reservevolumen + Residualvolumen
Spirometrie
- Atmungskurve als Volumen Zeit Diagramm oder Fluss Volumen Kurve
- Messung der Vitalkapazität; maximale Inspiration möglichst viel Luft ausatmen
- Messung der Einsekundenkapazität
- Maximale Einatumng
- Möglichst kraftvoll ausatmen
- Normalerweis 75- 85% der Vitalkapazität
Ventilation
- Ein und ausgeatmete Lungenvolumina bestimmt in welchem Masse die Lunge ventriliert wird
- Mass der Ventilation
- Atemminutenvolumen: bestimmt durch Atemfrequenz und Atemtiefe
Hypoventilation
- Verminderte Ventilation
- Antstieg des CO2 und Abfall der O2 Konzentration --> Azidose
- Erhöht CO2 Konzentration stimuliert das Atemzentrum --> steigert die Ventilation
- Bei chronischer Hypoventilation wird das Atemzentrum unsensibel gegen den erhöhten CO2 Wert
Hyperventialtion
- Abfall der CO2 Konzentration im Blut
- Psychisch, Schwangerschaft oder grosse Höhen
- Abgabe von H+ Ionen in Form von Kohlensäure
Gasaustausch
- In den Alveolen
- Diffusion von CO2 aus den Kapillaren und Diffusion von O2 ins Blut
- Oberflächenvergrösserung der Alveolen
- Bläschenartiger Aufbau
- Gasaustauschfläche
- Alveolarmakrophagen
- Phagozytose von Fremdkörpern
- Kapillaren des Lungenkreislaufs überziehen die Alveolen
- Zuführende CO2 reich
- Abführende O2 reich
- Kontaktzeit von 0,8s in Ruhe und 0,3s bei Schwerarbeit
- Diffundieren durch die Blut Luft Schranke
Blut Luft Schranke
- Das Alveolarepithel
- Die Basalmembran
- Das Kapillarendothel
Ein und Ausatemluft im Vergleich
Komponenten des Gasaustausches
- Aussenluft muss die Gasaustauschfläche erreichen --> Ventilation
- Luftgase müssen vom Alveolarraum ins Blut gelangen
- Diffusion über die Blut- Luft Schranke
- Bindung der Luftgase an Hämoglobin und transport --> Gastransport
- Lungendurchblutung (Perfusion)
- Wichtige Komponente des Gasaustausches
- Durchblutung muss auf die Ventilation abgestimmt sein
Partialdrücke
- Übertritt von O2 aus den Alveolarraum in die Kapilaren passiv durch Diffusion
- Partialdrücke der einzelnen Gase ist entscheidend
- Entlang des Druckgefälles
- Schlechte Abstimmung von Ventilation und Perfusion = Schlechte Effektivität des Gasaustausches
Diffusionskapazität
- Mass für die Gasaustauschfähgkeit der Lunge
- Volumen oder Teilchenzahl eines Gases das pro Minute von den Alveolen ins Blut diffundiert
- Je grösser die Alveolaroberfläche und je kleiner die Blut- Luft Schanke, desto grösser die Diffusionskapazität
O2 Gehalt im Blut ist abhängig von
- Anzahl von Hämoglobin
- O2 Sättigung des HB
O2 Angebot im Gewebe ist abhängig von
- O2 Gehalt des Blutes
- Herzminutenvolumen
- Lokaler Durchblutung
Partialdruck und Diffusion
- Partialdruck ist verantwortlich für die Diffusion des O2 in das Körpergewebe
Sauerstoffausschöpfung
- Anteil des O2 das vom Blut ins Körpergewebe übergetreten ist
- In Ruhe durchschnittlich 25%
- Steigt bei Belastung, Anämie und Zyanose
Hypoxämie
- Sauerstoffgehalt des Blutes fällt unter den Normwert
- In ruhe wird nur ¼ des Sauerstoffs verwertet , darum bedeutet eine Hypoxämie keine Einschränkungen
Hypoxie
- Sauerstoffgehalt des Blutes ist so niedrig, dass die Versorgung der Zellen eingeschränkt ist
- Verminderte Leistung der Zelle
CO2 Transport im Blut
- 10% physikalisch gelöst
- 80% in Form von Bikarbonat
- CO2 + H2O àH2CO3 àHCO3- + H+
- Reaktion im Plasma sehr langsam
- Im EC durch Barboanhydrase beschleunigt
- Aufnahme des Bikarbonat im EC oder ins Plasma
- Anlagerung an das Hämoglobin
Hyperknapie
- CO2 Überladung
- Bei vielen Lungen- und Kreislauferkrankungen
- pH Wert sinkt ab
