RESPIRATION => Physiologie

• Leiten die Atemgase zur Lunge (Ort des Gasaustauschs)
• Anpassung der Luft:
  • Temperieren (erwärmen oder kühlen) => auf Körpertemperatur (37°C)
  • Befechten (44g H₂O/m³)
  • Filtern:
    • 1. Nasenhaare
    • 2. Schleim/Mukus (Becherzellen) + bronchiale Flimmerhärchen (Zilienzellen)
    • 3. alveoläre Makrophagen

=> kleinste (0.25 mm Durchmesser) Luftsäckchen um die terminalen Bronchiolen => dienen dem pulmonalen Gasaustausch auf einer Fläche von 140 m² !

=> ihre Wände bestehen aus einem Epithelium mit 2 unterschiedlichen Zellarten:
- Typ 1 Pneumozyten => Gasaustausch
- Typ 2 Pneumozyten => Sekretion des Surfactant  => verringert die Oberflächenspannung zwischen Luft und Flüssigkeit (wirkt wie Seife) => fazilitiert die alveoläre Ausdehnung bei der Einatmung und verhindert deren Kollaps bei der Ausatmung => problematisch wenn noch nicht vorhanden bei Frühgeburten

=> folgt dem Druckgradienten:

• Inspiration => aktiv durch Anspannen der Inspirationsmuskulatur (ins. Absenken des Diaphragmas) => alveolärer Druck sinkt unter den Aussendruck => Luft wird "angsaugt"
• Expiration => passiv durch das Zusammenziehen der elastischen Fasern => alveolärer Druck übersteigt den Aussendruck => Luft wird ausgestossen

=> 12-14 Zyklen (insp. + exp.) / Min.

• Inspiratiorisches Reservevolumen (IRV): Luftvolumen, welches durch eine forcierte Einatmung nach normaler Inspirtion noch zusätzlich eingatment werden kann
  => 3.1L (Mann), 2L (Frau)
• Expiratorisches Reservevolumen (ERV): Luftvolumen, welches durch eine forcierte Ausatmung nach normaler Expiration noch zusätzlich ausgeatmet werden kann
  => ca. 1.2 L
• Residualvolumen (RV): Nach maximalen Expiration in der Lunge verbleibendes Luftvolumen
  => 1.5 L
• Vitalkapazität = vital capacity (VC): Maximales Inspirationsvolumen, welches nach maximaler Expiration eingeatmet werden kann
  => V_T + IRV + ERV = ca. 5 L
• Totale Pulmonal-/Lunkapazität = total lung/pulmonal capacity (TLC/TPC): Luftvolumen, welches sich nach maximaler Inspiration in den Lungen befindet
  => VC + RV = 6.5 L (= IC + FRC)
• Inspirationskapazität = inspiratory capacity (IC):
  => V_T + IRV = ca. 3.8 L
• Funktionelle Residualkapazität = functional residual capacity (FRC):
  => ERV + RV = ca. 2.7 L
   

Atemzugvolumen = tidal volume (V_T): Luftvolumen, welches bei einem Atemzug in Ruhe eingeatmet (bzw. ausgatmet) wird
=> Setzt sich zusammen aus:

• Totraum-Volumen = dead space volume (V_D): Luftvolumen / Atemzug, welches nicht am Gasaustausch beteiligt ist (verbleibt in leitenen Atemwegen o. avaskulasierten Alveolen)
  => 150 mL
• Alvoelar-Volumen (V_A): Am Gasaustusch beteiligtes Luftvolumen / Atemzug (in Ruhe) 
  => 350 mL

V_T = V_D + V_A = 500 mL

Totale Ventilation: Luftfluss (Debit), welcher am Mund gemessen wird
=> V_T* Atemfrequenz = 500mL*14 = 7L/min

Alveoläre Ventilation: Anteil "frischer" Luft, welcher pro Minute in die Alvolen (Gasaustausch) eintritt
=> V_A* Atemfrequenz = 350mL*14 = 5L/min

=> Lungenfunktionstest, welcher auf dem Verhältniss folgender Werten basiert:

Forced expiratory vlume per second (FEV₁): Debit während der ersten Sekunde der Ausatmung

Forced vital capacity (FCV): Expirationsvolumen bei schnellstmöglicher und möglichst kompletter Ausatmung nach einer forcierten Inspiration

=> Tiffenau-Index = FEV₁/FCV 

• verringerter Quotient => charakteristisch für eine obstruktive Ventilationsstörung => erhöhter Strömungswiederstand (z.B. bei Asthma oder Emphysemen) 
• Ventilationsstörung bei unauffälligem Quotient => charakteristisch für eine restriktive Ventilationsstörung => Verringerung der Totalen Lungenkapazität (TLC < 80%) => herabgesetzte Lugnenvolumina; durch zerstörung/fibrose oder operative Entfernung von Lungengewebe, sowie Dysfunktionen der Atemmuskulatur (Myopatie) oder Thorax-Deformationen 

=> VC nimmt im Alter ab (-50% vom 20. zum 80. Lebensjahr) 

• die totale Lungenkapazität (TLC) nimmt ab
• das Residualvolumen (RV) nimmt zu

=> die Dehnbarkeit (Complience = Volumenveränderung pro Druckveränderung) des Thorax und der Lunge nehmen ab