Atmung - Anatomie, Physiologie

In den Alveolen

Pneumozyt Typ I: Gasaustausch

Pneumozyt Typ II: Produktion von Surfaktan-Faktor > damit Alveolen nicht kollabieren

Zellatmung

• Die Mitochondrien brauchen Sauerstoff, um aus Kohlenhydraten und Fetten Energie zu gewinnen.
• Bei diesem Ablauf entsteht Kohlendioxid.
• Die gewonnene Energie wird in Form von ATP (Adenosintriphosphat) gespeichert.
• Durch Spaltung dieses ATP kann diese Energie wieder freigesetzt werden.

Das Blut nimmt im Kapillarnetz der Lunge (Alveolen) Sauerstoff aus der Atemluft auf und gibt Kohlendioxid ab, welcher dann wieder abgeatmet wird

• Durch Diffusion
• Das bedingt, dass der Stoff auf beiden Seiten einer durchlässigen Membran in unterschiedlicher Konzentration vorkommt.
• Membran = Blut-Luft-Schranke
• Konzentration = Partialdruck der Atemgase
• Damit der Partialdruck der Atemgase in der ganzen Lunge gleich ist, müssen Lungenbelüftung (Ventilation) und Lungendurchblutung (Perfusion) aufeinander abgestimmt sein
• Dies wird durch den Euler-Liljestrand-Mechanismus gewährleisten: Wenn der Partialdruck in einer Alveole sinkt, erfolgt eine Vasokonstriktion der entsprechenden Kapillare und die Durchblutung (Perfusion) sinkt ebenfalls.

Luftmenge, die pro Atemzug ein und ausgeatmet wird > ca. 500ml

Luftmenge, die pro Minute ein und ausgeatmet wird (= Atemzugvolumen x Atemfrequenz)

7-8l/min.

Luftmenge, die durch stärkere Dehnung von Brustkorb und Lunge zusätzlich zum Ruhe-Atemzugvolumen eingeatmet werden kann

Ca. 3l

Luftmenge, die nach der normalen Atmung zusätzlich ausgeatmet werden kann

Ca. 1.5l

Grösstmögliche Luftmenge, die bei der Atmung bewegt werden kann (Atemzugvolumen + inspiratorisches und exspiratorisches Reservevolumen

Ca. 4,5l

Luftvolumen, das sich in den Abschnitten der Atemwege befindet, an denen kein Gasaustausch statt findet.

Ca. 150ml (abhängig von der Atemtiefe)

Luftmenge, die auch unter grösster Atemanstrengung nicht abgeatmet werden kann und immer in der Lunge bleibt

1-2l

Grösstmögliches Volumen, das sich in der Lunge befinden kann (Vitalkapazität + Residualvolumen)

Ca. 5,5-6,5l

Luftmenge, die bei Ruheatmung in der Lunge zurückbleibt (Residualvolumen + Exspiratorisches Reservevolumen)

Ca. 3l

Ausgleich von Konzentrationsunterschieden in Flüssigkeiten oder Gasen als natürlich ablaufender physikalischer Prozess.

Begründung für Atemübungen für verlangsamte oder vertiefte Atmung: Verlängerung der Diffusionszeit

• Durchfluss von Flüssigkeiten durch Organe, Gewebe, bzw. Blutgefäßen
• Synonym für die Durchblutung von Organen
• Begründung für Mobilisation: Um die Perfusion zu verbessern

• Belüftung des Respirationstraktes während der Atmung.
• Gegen Druck ausatmen: Verbesserung der Ventilation
• Obstruktion: Dauerhafte Verengung (durch z. Bsp. Ödeme)

Verteilungsstörungen entstehen durch Veränderungen des Gleichgewichtes, vor allem von Ventilation und Perfusion.

z. Bsp. durch Verstopfung eines Gefässes durch Thrombus

• Reflektorische Vasokonstriktion pulmonalarterieller Gefäße bei lokaler oder globaler Hypoxie mit Erhöhung des lokalen Strömungswiderstandes.
• Wenn ein Lungenabschnitt nicht mehr belüftet wird, kommt es zu einem Reflex, der zu einer Vasokonstriktion in diesem Abschnitt führt.
• Die Durchblutung wird also so angepasst, dass das Blut nur die Teile der Lunge passieren kann, wo es auch mit Sauerstoff angereichert wird.

21%

17%

Das Totraumvolumen wird zuerst ausgeatmet und hat nicht am Gasaustausch teilgenommen

Nasopharynx

Oropharynx

Laryngopharynx

Larynx

Trachea

Bronchien

Bronchiolen

Alveolen

Organe über die die Luft die Lunge erreicht

Becherzellen

Flimmerhaare

Ringknorpel

• Nase oder Mund
• Phraynx
• Larynx
• Trachea
• Bifurkation
• Hauptbronchien
• Lappenbronchien
• Segmentbronchien
• Bronchiolen
• Alveolen

Über die Bronchialarterien

Vom sauerstoffarmen Blut der Lungenarterien-Kapillaren, diffundiert das CO² in die Alveole

Der Sauerstoff von der Alveolie diffundiert in die Lungenvenen-Kapillare

• Besitzen Flüssigkeit, damit die Alveole nicht zusammenfällt
• Pneumozyten Typ I und Typ II
• Sind von Kapillaren der Lungenarterie und der Lungenvene umhüllt

• Diaphragma (Zwerchfell)
• Musculi interscostales externi

Expiration
Bauchmuskulatur

Inspiration
Schulter- und Halsmuskulatur
Brustmuskulatur
- M. Pectoralis major (oberer Brustmuskel)
- M. pectoralis minor (Brustmuskel unterhaln pecotralis major)
- M. pectoralis anterior

Zum Beispiel bei Dyspnoe beim Kutschersitz:
Der M. pectoralis major zieht die Oberarme an den Körper. Wenn die Arme aber abgestützt (fixiert) sind, geht das nicht und als Folge weitet sich der Brustkorb und führt zu einer verbesserten Ventilation

Pleura parietalis (Rippenfell): Äusseres Brustfellblatt, überzieht Innenseite der Brustkorband

Pleuraspalt: Liegt zwischen der Pleura parietalis und visceralis, enthält Flüssigkeit

Pleura visceralis (Lungenfell): Inneres Brustfellblatt, überzieht die Lungenflügel

• Durchgangsstrecke für alle Strukturen, die zwischen Hals und Bauchhöhle liegen
  oder zu den Brustorganen verlaufen
• Enthält Herz und Thymus

• Über die Medulla oblongata im Stammhirn
• Die Informationen erhält sie über die Chemorezeptoren im Körper
  - pCO²
  - pH-Wert
  - pO²
• Je nach gemessenen Werten werden die Atemtiefe oder die Atem-frequenz angepasst.

• Chemorezeptoren können sich an einen erhöhten pCO2-Druck gewöhnen, wenn er über längere Zeit besteht
  (z. Bsp. COPD).
• Die Rezeptoren senden dann auch bei einem erhöhtem pCO2-Druck keine Signale mehr ans Atemzentrum.
• So stellt der erniedrigte pO2-Druck den einzigen Antrieb dar.
• Wenn dieser Patient nun O2 verabreicht bekommt, sendet auch dieser Rezeptor nichts mehr und die Atmung wird eingestellt.

Der pH-Wert muss einen bestimmten Wert einhalten, damit gewisse Körperfunktionen ablaufen können.

Mit dem CO2 zum Beispiel, wird Säure aus dem Körper gefördert.

• Lunge selbst kann sich nicht bewegen, hat keine Muskulatur.
• Die Bewegung ist von der Atemmuskulatur/Atemhilfsmuskulatur abhängig und bewegt so den Thorax (Brustkorb).
• Die Lunge ist über die Pleura mit dem Thorax verbunden, so muss das Lungengewebe dieser Bewegung folgen
  > Die Lunge dehnt sich aus
• Es entsteht ein Unterdruck und Luft wird in die Lunge gesogen

• Das Lungengewebe besteht aus elastischen Fasern und die Lungenbläschen eine hohe Oberflächenspannung.
• Dadurch hat die Lunge immer die Neigung sich zusammenzuziehen (Rückstellkräfte).
• Wenn nun die Atemmuskeln erschlaffen, überwiegen die Rückstellkräfte und die Lunge zieht sich zusammen
  > Luft von der Lunge strömt nach aussen

• M. intercostales externi ziehen die Rippen nach unten, sodass sich der Brustkorb verengt
• Anspannung der Bauchmuskulatur (Bauchpresse): Diaphragma wird nach oben gedrückt und so der Brustraum verkleinert