M13

Sem 4

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Cartes-fiches 127
Langue Deutsch
Catégorie Médecine
Niveau Université
Crée / Actualisé 23.06.2016 / 04.07.2016
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7. Die Mechanismen der metabolischen CO2-Freisetzung (Decarboxylierung bei der Pyruvatdehydrogenasereaktion, im Zitratzyklus, im oxidativen Pentosephosphatweg, beim Malatenzym, beim Ketonkörperstoffwechsel) erläutern

CO2 wird durch Decarboxylierungsreaktionen freigesetzt, nicht in der Atmungskette

Dehydrierend: Pyruvatdehydrogenase, Citratzyklus (alpha KG DH), Malatenzym (reversibel), Synthese biogener Amine (zB Adrenalin)
Nicht Dehydrierend: Citratzyklus (Isocitrat CH [Oxsucc]), Oxidativer PPW, Azetonbildung (Ketoazidose)

Pyruvatdehydrogenase: Pyruvat -> Acetyl CoA + CO2 + NADH2
Pyruvat + Thiamin (Thiaminzyklus) -> an Lipoat (ox) -> CoA, dabei LPA (red) => Weitergabe Elektronen an FAD -> NADH

Citratzyklus: IC DH: Erst Oxidation (Isozitrat -> Oxalsuccinat), dann Decarboxylierung (zu Succinyl CoA)
alpha KG DH: Kombinierte Reaktionen (PDH), initiale Decarboxylierung (TPP abhängig), gekoppelt mit Oxidation (Liponsäure, FAD, NAD)

Oxidativer PPW
6 PG DH Reaktion ist dehydrierende Decarboxylierung (zwei abgrenzbare Reaktionsschritte)
Initiale Oxidation des 6P Gluconat zum beta Ketoaldehy, Decarboxylierung des beta Ketoaldehyds
PPW: C5 Zucker für Nukleotidsynthese (Zellproliferation, Wachstum), NADPH2 für reduktive Synthese (Cholesterol, FS), NADPH2 als anti oxidativer Schutz (GSH Peroxidase), NADPH Oxidate (Neutros)

Malatenzym: Katalysiert reversible dehydrigierende Decarboxylierung von Malat zu Pyruvat (nicht Malatdehydrogenase)
Malat <-> Pyruvat + NADPH2 + CO2
=> Fast alle tierische + pflanzliche Zellen, zwei Isoformen (ME1 im Zytosol, ME3 im Mito), NADP / NAD abhängige Isoformen
=> NADPH2 Produktion, ANaplerose des Zitratzyklus (OA Produktion)

Weitere CO2 Quellen:
Aminosäureoxidasen: Synthese biogener Amine (zB Histamin)
Histidin – CO2 über PALP zu Histamin
Ketonkörper: Acetonbildung aus Acetoacetat: ACetoacetat + NADH2 zu beta Hydroxybutyrat oder -CO2 zu Aceton (spontan)

8. Die Grundprinzipien der metabolischen CO2 Fixierung (Biotinabhängige und Biotinunabhängige Carboxylierung) im Rahmen der Fettsäuresynthese, der Gluconeogenese, der Nukleinsäuresynthese und des Harnstoffzyklus erläutern

Metabolische CO2 Fixierung: CO2 wird durch Carboxylierungsreaktionen fixiert, bedeutend für die Biosynthese aller Naturstoffe (FS, KH, AS, NS)

Biotinabhängige Mechanismen: Gluconeogenese, FSSynthese, Proprionatabbau (FS, AS, Gallensäure)
Biotin unabhängig: Harnstoffzyklus, Purin / Pyrimidinsynthese, Malatenzyme)

Pyruvatcarboxylase: Katalysiert Biotinabhängige Carboxylierung von Pyruvat zu Oxalacetat
=> Gluconeogenese (Leber, Niere), Anaplerose des Zitratzyklus
3 Teilreaktionen: Bicarbonataktivierung mit ATP (Carboxyphosphat), Biotincarboxylierung, Pyruvatcarboxylierung

Acetyl CoA Carboxylase (ACC): Katalysiert Biotinabhängige Carboxylierung von Acetyl CoA zu Malonyl CoA bei FS Synthese
=> Geschwindigkeitsbestimmender Schritt der FS Synthese
Regulation: Insulin (Verstärkt Expression, Aktiviert SREBP1), Zitrat + Malat allosterische Aktivatoren, Interkonversion (PKA, AMP Kinase => Hemmung)

Proprionyl CoA Carboxylase (PCC) => Katalysiert biotinabhängige Carboxylierung von Proprionyl CoA zu Methylmalonyl CoA
=> Fettsäureabbau ungerader FS, Aminosäureabbau, Abbau von Cholesterolseitenkette

Carbamylphosphatsynthetase: Katalysiert Bildung von Carbamylphosphat aus NH4+, HCO3- + 2 ATP Biotinunabhängig
=> Harnstoffsynthese, Pyrimidinsynthese
=> Bicarbonataktivierung (HCO3- + ATP -> ADP + HOCOOP)
NC Kopplung (HOCOOP + NH3 -> H2NCOO- + P + H2O)
Carbamataktivierung (H2NCOO- + ATP -> H2NCOOP + ADP

Purinbiosynthese: Puringerüst wird an PRPP zusammengesetzt, Gly + C1 Körper (auch CO2) sind Kohlenstoff-, Gln, Asp und Gly sind Stickstoffquellen
=> Biotinunabhängige Carboxylierung

9. Die Bedeutung der drei wichtigsten physiologischen Puffersysteme (Hydrogencarbonat, Proteine, Phosphat) für das Säure-Basen-Gleichgewicht des menschlichen Körpers beschreiben

 

Säuren geben Protonen ab (Protonendonatoren): AH -> A- + H+
Basen nehmen Protonen auf (Akzeptoren): B + H+ -> BH+
Wässrige Lösung: Keine freien Protonen (AH + H2O <-> A- + H3O+)
=> Säure Base Reaktionen sind Protonen Übertragungsreaktionen

pH Wert: Negativer dekadischer Logarithmus der H3O+ Konzentrationen
pH = -lg(H3O+), reines Wasser: pH = 7 => 10^-7mol/l H3O+ = 100nmol/l
Blutplasma: 7,36-7,44
Zunahme pH Wert um 0,3 => Verdoppelung, Zunahme um 1: Verzehnfachung

Puffer stabilisieren pH Wert: Mischungen schwacher Säuren mit korrespondierenden Basen => Veränderungen der Wasserstoffionenkonzentration bei Zugabe von Säure / Lauge weitestgehend abzupuffern
=> wenn pH im Bereich pKs der schwachen Säure
Zugabe von Base: Schwache Säure = Protonendonator: AH + OH- -> A- + H2O
Säure: Konjugierte Base = Protonenakzeptor: A- + H3O+ -> AH + H2O
Pufferkapazität: Je höher die Konzentration des Puffers, desto höher die Pufferkapazität, größte Pufferkapazität der Lösung beim pKs des Puffers (pH = pKs +- 1), Entfernung der Reaktionsprodukte (offener Puffer) erhöht Pufferkapazität

Körper:
Kohlendioxid/ Bicarbonat Puffer: pKs = 6,1
CO2 + 2H2O <-> H2CO3 + H2O <-> HCO3- + H3O+
Proteinpuffer: Hauptsächlich Imidazol Gruppe der Histidinseitenketten: pKs sehr unterschiedlich: Desoxy Hb: pKs 8,25, Oxy 6,96: HbH+ + H2O <-> Hb + H3O+
Phosphat: pKs = 6,8: H2PO4- + H2P <-> HPO4 2- + H3O+

Kohlendioxid / Bikarbonat Puffersystem:
H3O+ = (40+-4) 10^-6mmol/L => pH = 7,4+- 0,04
HCO3- = 24 +- 2 mmol/l
CO2 = 1,2 +- 0,1 mmol/L
pCO2 = 40 +- 0,4mmHg = 5,3 +- 0,6 kPa
Alpha = 0,03mmol/L mmHg, 0,225 mmol/L kPa
=> Offener Puffer

Hb: Wichtigstes Pufferprotein im Blut
=> o2 Abgabe im Gewebe erleichtert H+ Aufnahme (Desoxy Hb PKs = 8,25, Oxy Hb pK = 6,96)

10. Die Säurestärke (pKs Werte) interpretieren

pKs:

AH + H2O <-> A- + H3O-
Massenwirkungsgesetz: [A-] [H3O+] / [AH] [H2O] = const = K (Gleichgewichtskonstante)
H2O: Überschuss = konst => [A-][H3O+] / [AH] = K [H2O] = konst = Ks (Säurekonstante)
pKs = -lg Ks => Maß für Säurestärke

Bedeutung des pKs Werts: Gibt Säurestärke an => Je kleiner, desto stärker die Säure
Starke Säuren: pKs < 1, schwach > 3
Ist pH der Lösung = pKs Wert der Säure, ist die Hälfte der Säure dissoziiert
Bei pH 7: Säure mit pKs < 4 nahezu vollständig dissoziiert, 7 50/50, >10 praktisch nicht dissoziiert
Basenstärke: pKb: Konjugiertes Säure Base Paar: pKs + pKb = 14 => Synonym => Je größer der pKs wert einer Säure, desto stärker ist die konjugierte Base

11. Am Beispiel des Kohlendioxid/ Bicarbonat Puffers den Zusammenhang zwischen Konzentration und pH Wert (Henderson-Hasselbalch-Gleichung) quantitativ erstellen

Säure + Wasser <-> Base + Hydroniumion: AH + H2O <-> A- + H3O+ Vereinfacht: AH <-> A- + H+

Massenwirkungsgesetz: [A-][H+]/[AH] = konst = Ks => Logarithmus:
pH = pK + log ([A-]/[AH]) => Henderson Hasselbalch Gleichung
pK = -log (Ks), pH = -log [H+]

Kohlendioxid Bikarbonat Puffersystem:
CO2 steigt (99%) + H2O) <-> H2CO3 (1%)

Ks = [HCO3-] + [H+] / [CO2] (99%) + [H2CO3] (1%) => [HCO3-]+[H+] / [CO2] -> Log

- pK = -pH + lg [HCO3-] / [CO2]
=> pH = pK + lg [HCO3-] / [CO2]  => Henderson Hasselbalchsche Gleichung
pK ist konstant => der pH Wert hängt von den Konzentrationen der Säure und der Base ab bzw von dessen Verhältnis

Partialdrücke: Anteil des Gases am Gesamtvolumen x Gesamtdruck
Gesamtdruck: 760mmHg
21% Sauerstoff => pO2 = 160mmHg, 0,3mmHg pCO2
=> Konzentration von O2 + CO2 im Blut => Druck des Gases, der mit der betreffenden Konzentration in Lösung (Gedacht / wirkliche Grenzfläche von Gas und Flüssigkeit) im Gleichgewicht steht
Konzentration eines Gases (zB CO2) in Lösung direkt proportional zu Partialdruck
[CO2 gelöst] = alpha pCO2
alpha = 0,03mmol/l mmHg = 0,225mmol/l kPa

pH = 6,1 + lg [HCO3-] / [CO2] = 6,1 + lg [HCO3-] / alpha pCO2

CO2 = H2CO3 (Kannst dir auch H2CO3 immer unten denken)
H2CO3 / CO2 Konzentration: 1,2mmol/L
HCO3- Konzentration: 24mmol/L => 20x

7,4 (pH Wert im Blut) = 6,1 + lg (24/1,2)
log (20) ca 1,3 => Passt (6,1+1,3 = 7,4) => pH Wert konzentrationsabhängig (Veränderte Konzentrationen von CO2 durch verstärkte Atmung => Verschieben des pH Wertes)

12. Die Begriffe Gesamtpufferbasen und Basenabweichung (Basenüberschuss / -defizit) erklären

Störungen des Säure / Basen Haushalt: Respiratorisch + Metabolisch

pH = pKs + lg [HCO3-]/[CO2] => Veränderung HCO3- durch Niere: Metabolisch
=> Nierenerkrankung, Erbrechen, Durchfall, Hunger, DM, Muskelarbeit => Metabolische Azidose / Alkalose
Veränderung CO2 durch Lunge => Willkürliche Überatmung, Störung des Atemzentrums, Brustbeinfraktur, Verlegung der oberen Atemwege => Respiratorische Azidose / Alkalose
=> Änderung path pH zu phys höchste Priorität => Kompensationsmechanismen (verstärkte Atmung / Verminderte Hydrogencarbonatausschüttung) => pH Wert wird normal, die anderen Parameter der HH Gleichung liegen aber nun außerhalb des Normalbereichs => Kompensierte Azidose / Alkalose

Nicht Respiratorische Störungen teilweise respiratorisch kompensiert, zB metaboische Azidose durch Anhäufung von Ketosäuren im Plasma => HCO3- sinkt => Schnelle Kompensation durch Lunge (Hyperventilation), der CO2 Partialdruck sinkt => pH steigt
=> HCO3- sinkt primär, CO2 sinkt sekundär pulmonal kompensatorisch
 
Metabolische Alkalose (Verlust nicht flüchtiger Säuren beim Erbrechen von Mageninhalt, HCO3- steigt im Plasma) => Schnelle Kompensation durch Lunge (Hypoventilation) => CO2 Partialdruck steigt => pH sinkt
=> HCO3- steigt primär, CO2 steigt sekundär pulmonal kompensativ

Kompensation => Veränderung des aktuellen pCO2 + Bicarbonats im Blut
=> HH Gleichung: Standardbedinungen (37°, pCO2 40 Torr [5,33kPa], O2 gesättigtes Hb) => HCO3- Konzentration (Standardbicarbonat) => Normalwert oder Verändert?
Gesamtpufferbasen: Summe der Konzentrationen aller Pufferanionen einer vorliegenden Blutprobe (Bicarbonat, Proteinat (va Hämoglobinat) + Phosphat) unter Standardbedingungen in mmol H+ Äquivalent / L Blut, normal ca 48mmol/L

Konzentrationen von akutellem / Standardbikarbonat => Kein Ausgleich durch Säure / Base Gabe möglich, da permanente Puffer unberücksichtigt
Fehlen von Pufferbasen (zB Metabolische Azidose = Basendefizit) / erhöht sein (Met Alkalose = Basenüberschuss)
Basenüberschuss / Defizit können berechnet werden => Wert gibt Überschuss an Basen / Mangel an Basen in der vorliegenden Blutprobe in mmol H+ Äquivalent / L Blut unter Standardbedingungen an
=> Praktisch: Maß, wie viel mmol Base / Säure tatsächlich pro L Blut infundiert werden müsste, um den normalen pH Wert wieder einzustellen

13. Die Gesetze der Gasdiffusion am Beispiel der physikalischen Löslichkeit von Atemgasen darstellen

Atemgase: 21% O2, 0,04% CO2 an Atemluft

=> 160 / 0,3 mmHg
Arteriell: 100/ 40 mmHg

Diffusion: Vermischung von Moleküle aufgrund ihrer Wärmebewegung => Gleichmäßige Verteilung
Physikalische Lösung: Cgas = Pgas x alpha Gas, alpha = Bunsen Löslichkeitskoeffizient, ml Gas/ ml Lösung x Atm
Alpha CO2 = 0,57, O2 0,024, N2 0,012
cO2 = 100/760 x 0,024 = 0,0032 L/L => 3ml/L; cCO2 = 40/760 x 0,57 = 0,03 L/L => 30ml/L
O2 Bedarf ~ 270 ml/min, bei kompletter Extraktion notwendiges HMV ~ 85 L/Min => Transportmechanismen notwendig

Gemisch: Gas übt Partialdruck aus, der seinem Anteil an Gesamtzahl / Gesamtvolumen entspricht (Dalton): Partialdruck P Gas = F Gas x P Total
=> Gase lösen sich in Flüssigkeit
P Gas/Flüssigkeit = P Gas/Gasphase
P Gas = C Gas / alpha Gas
alpha CO2 >> alpha O2 (20fach)
Partialdruck: Thermodynamische Aktivität, Drang Kompartiment zu verlassen

Treibende Kraft: Gradient der thermodynamischen Aktivität (Konzentrationsgefälle) => Partialdruckdifferenz
Ficksches Diffusionsgesetz: Massestrom ~ Austauschfläche (50-100m²), Diffusionsstrecke (<1µm), Krogh Diffusionskoeffizient (KCO2/KO2 = 23)

Wie viel O2 gelangt ins Blut: Diffusion der Atemgase aus den Alveolen in den Kapillaren
Diffusionskapazität: Gasaustuaschfähigkeit der gesamten Lunge = 28ml/min mmHg
Da O2 Druck vom venösen zum arteriellen Kapillarblut ansteigt, muss Kapillardruck über ganze Länge ermittelt werden
=> Gasaustausch ~ Ventilations Perfusions Verhältnis: Va / Q phys = 0,8-1
Aufrechte Thoraxstellung: Ventilation + Perfusion nehmen zur Lungenspitze hin ab
Bei relativ stärkerer Abnahme der Durchblutung => Anstieg des Va/Q Verhältnisses
Physiologischer Shunt beträgt 2% des HMV

Weitere Gasgesetze: Gasdruck entsteht durch Stöße von Gasteilchen an die Wand des Behälters => Gasdruck ist allseitig
Dalton: Die Summe aller Partialdrucke der einzelnen Stoffe ergeben den Gesamtdruck
Henry Gasgesetz: Bei doppeltem / dreifachen … Gasdruck werden die doppelte / dreifache… Gasmenge gelöst

Partialdruck: Nach Gasgesetzen üben Gase in einem gegebenen Volumen einen Druck aus, der proportinal zur Anzahl der Gasmoleküle ist, in einem Gasgemisch übt jedes Gas einen, seinem fraktionellen Anteil entsprechenden Partialdruck aus
PGas = P B x F Gas (Gesamtpartialdruck  = Barometerdruck x Gasfraktion)

14. Die Normwerte für Partialdrücke der Atemgase O2 und CO2 in Einatemluft, Alveolargas, arteriellem und venösem Blut benennen und zuordnen

Inspirationsluft:

Gesamtdruck: 760mmHg: Davon 160mmHg O2, 0,3 mmHg CO2
Alveolär: 100mmHg O2, 40mmHg CO2
Arteriell: 80-100 mmHg 02, 40mmHg CO2
Venös: 40mmHg O2, 40-50mmHg CO2

15. Die Regulation der Lungenperfusion durch den lokalen Sauerstoffpartialdruck in Grundzügen darstellen

Ventilations Perfusions Regulation

Zyanose: Störung des Va/Q Verhältnisses mit verminderter O2 Sättigung des Blutes => Verstärkter Shunt durch die Lunge, da ungesättigtes Blut die Lunge einfach passieren würde
=> Verminderung der Ventilation => Regulatorische Drosselung der Perfusion über lokale O2 Sensoren
=> Euler Liljestrand Reflex
=> Hypoxisch Pulmonale Vasokonstriktion

(Gefahr Höhe: Niedrigerer pO2 => Globale Vasokonstriktion bei ohnehin niedrigeren O2 Werten)

16. In Grundzügen die akuten + chronischen Anpassungen an höhenbedingten Sauerstoffmangel beschreiben

O2 Bindungskurve: Verstärkte Entkopplung des O2 durch Rechtsverschiebung der O2 Bindungskurve (Temp steigt, PCO2 steigt, pH sinkt, 2,3 DPG steigt)

p50: Grad der Verschiebung

Höhe: O2 Bindung ist pO2 abhängig: Absinkender pO2 -> O2 Sättigung nimmt zu Beginn nur langsam ab
O2 Maximalkapazität (individuelle Hb Konzentration) bestimmt Steilheit der O2 Bindungskurve
Bohr Effekt: Erniedrigter pH senkt O2 Affinität von Hb => Erleichterte Abgabe bei körperlicher Arbeit (Azidose)
=> Anstieg pCO2 -> Absinken pH, Abnahme O2 Affinität des Hb, Aufnahme von CO2 in Erys bewirkt zusätzliche Desoxygenierung => Unterstützt Austausch von O2 im Gewebe + Lunge, va an Orten mit hohem O2 Umsatz (Muskel, Herz, Lunge, Plazenta), Fetales Blut: Steilere O2 Bindungskurve => Niedrigerer pH (Bessere Entkopplung)
Haldane: O2 Bindung -> H+ Bindung und CO2 Bindung am Hb nehmen ab

Atmung unter hypobar hypoxischen Umweltbedingungen
CO2 Abatmung: Verringerter pO2 => Mehratmung => Abatmen von CO2 => Verringerung des pCO2 => Verschiebung Säure Base Haushalt => Respiratorische Alkalose durch verstärkte Eliminierung von HCO3- über den Urin kompensieren (Flüssigkeitsverlust)
Höhenzunahme: Luftdruck sinkt => Fallende Luftdichte => Abnahme Umgebungstemperatur
=> Kälte als zusätzlicher Stressor (Energie + O2 Bedarf!)

EPO Regulation: HIF
Normoxie: Abbau von HIF, Hypoxie: Phosphorylierung (Aktivierung) des HIF Komplexes, Einwanderung von HIF in Zellkern, Aktivierung der Transkription von EPO => Dauer: Stunden

Höhe: VO2 max sinkt stark => Starke Einschränkung der Leistungsfähigkeit
Schlaf: O2 Sättigung sinkt zusätzlich => Climb High, Sleep low

Zusatz Extreme Umweltbedinungungen (Pathologien va)

Indifferenzzone bis 2km (Reaktionsschwelle, Zone der vollständigen Kompensation bis Störungsschwelle bei 4km, Zone der unvollständigen Kompensation bis 7km (Kritische / letale Schwelle) -> Kritische Zone

 

=> Akute Höhenerkrankung (Kopfschmerz, Müdigkeit, Schwäche, Appeitlosigkeit, Übelkeit, Tachykardie, Belastungsdyspnoe, Schlaflosigkeit, Schlafapnoe, Apathie, periphere Ödeme, Flüssigkeitsretention) + Höhenlungenödem (Leistungsabfall, Belastungsdyspnoe, Ruhedyspnoe, Tachykardie, Zyanose, Trockener Husten evtl später blut schaumig, feinblasige Rasselgeräusche, Distanzrasseln, brennender Druck hinter dem Brustbein, Erbrechen, Fieber, Flachlagerung unmöglich, Urinmenge sinkt)
Euler Liljestrand Mechanismus: Hypoxische Lungenbereiche werden weniger gut durchblutet durch Vasokonstriktion => RR steigt

Hyperbare Umweltbedingungen

Dekompressionskrankheit DCI Bends, Arterielle Gasembolie AGE (CAGE), Stickstoffnarkose, Sauerstofftoxizität, Barotrauma

17. Am Beispiel der Caissonerkrankung die Rolle des Stickstoffs unter Normal- und Überdruck erklären

je 10m Wassertiefe: Zunahme Druck um je 1 bar

Caissonkrankheit = DCS
Dekompressionsgefahr
Abtauchen: Hoher Partialdruck der Atemgase => Gaslösung im Plasma (va N2 und O2)
Auftauchen: Durckabnahme -> Gase perlen aus -> Emboliegefahr (Caisson Krankheit)
Gefahr steigt bei Tauchen in Bergseen (Geringere Umgebungsluftdruck), anschließendem Fliegen (Geringerer Kabinendruck)
Lösen des Gases: Vergleich Wasserfalsche: Abnahme Druck => Gas perlt aus und strömt aus

Typ 1: Ablagerung von Gasbläschen (N2) in Haut, Muskulatur + Gelenken -> Kribbeln, Schmerzen, Schwellungen
Typ 2: Embolien (Blutgefäßverlegungen) und Gasbläschenablagerungen in Gehirn, Rückenmark, Innenohr => Schwindelgefühl, Übelkeit, Bewusstseinseintrübung, Lähmungen
Typ 3: Langzeitschäden (bei Berufstauchern, U Boot Fahrern) => Netzhautschäden, Knochennekrosen, Hörschädigung

Therapie: O2 Gabe, ggf Notfallsmaßnahmen (Wiederbelebung, stabile Seitenlage)
=> Druckkammerbehandlung: Inzwischen auch portabel
Behandlung nach speziellen Navy Tabellen => Dauer und Kurve des Druckverlaufs vorgeben

18. Die respiratorischen Abschnitte der Lunge (Bronchioli respiratorii, Ductus Alveolares, Sacculi Alveolares, Alveolen) beschreiben, im histologischen Präparat oder auf einer Abbildung zuordnen und ihre Unterschiede erläutern

Intrapulmonal

Bronchus: Große Lumen, Knorpelgewebe
Bronchiolus: Kleineres Lumen
Bronchiolus Terminalis
Bronchioli Respiratorii, Ductus Alveolares, Sacculi Alveolares, Alveolen

Bronchioli Respiratorii: Glatte Muskulatur, BG schwach aber vorhanden, Mucosa mit Flimmerepithel: Kubisch, einreihig, Alveolarwände
Flimmerepithel: wenige zilientragende Flimmerzellen, Clarazellen, Pneumozyten Typ II, keine Becherzellen!
Alveolen: Polygonale Räume, begrenzt durch Interalveolarsepten, Ort des Gasaustausches

Alveolen: Interalveolarer Septenaufbau
1. Alveolarepithel: Pneumozyten Typ I (Deckzellen), Typ II (Surfactand Bildner, Proginetorzellen)
2. Bindegewebe: Spärlich, Fibroblasten, elastische kollagene Fasern, Mikrofibrillen
Kapillaren: geschlossenes Endothel
Alveolarepithel

Interalveolarsepte, Makrophagen, Kapillare

=> Online Mikroskopie!

19. Den Aufbau der Alveolen und der Blut-/ Luftschranke beschreiben und anhand von elektronenmikroskopischen Abbildungen erläutern

Blut-Luftschranke: Kapillarendothel (Geschlossen), verschmolzene Basallaminae, Pneumozyt Typ I

EM Bilder: Kapillare + Endothelzelle (+Zellkern randständig) (mit Leukozyt) -> Direkt darum PZI
=> Gemeinsame Basallamina
Interalveolarsepte

Pneumozyt Typ II: Lamellenkörperchen + Surfactant

Lunge, Blutgefäße
Vasa Publica: Arteria Pulmonalis (Sauerstoffarmes Blut) verlaufen im peribronchialen BG
Venae Pulmonales: Sauerstoffrecihes Blut, verlaufen in interlobulären, intersegmentalen BGsepten
=> Groß neben Bronchen (|| Bronchiengröße)
Vasa Privata: Arterie (Rami), Venae Bronchiales versorgen Bronchialgefäße => Klein um Bronchien herum

Alveolen: Kapillargeflecht in den Alveolarsepten

Elastika: Elastische Fasern in allen Bindegewebsanteilen der Lunge + Gefäßwand => Elastisches Kontinuum
=> Interalveolarsepten, Türpfosten, Alveole, Interlobularsepten, Subpleura

20. Entzündungsinfiltrate der akuten bakteriellen Pneumonie in den verschiedenen Entzündungsphasen beschreiben und anhand histologischer Bilder zuordnen

Pneumonie: Lungeninfektion (auch nicht interstitiell entzündlich), Multiple Klassifikationsschema, Verschiedene Muster

Klassifiaktion: Erreger, klinisches Bild, Infektionsort, Verlaufsform, Histologie, Manifestation (Lobär, Broncho)
Klassisch Bakteriell: Streptokokkus Pneumoniae, Haemophilus Influenzae, Moraxella Catarrhalis, Legionella Pneumophila => Ambulant
Enterobakteriacea, Pseudomonas spp, Staph Aureus (Nosokomial)
idR: Typisch (bis auf Legionella), meist akut, unspezifisch histologisch
=> Bronchopneumonie (Vereinzelte Herde) vs Lobär (Kompletter Lappen gleichzeitig) => Mischformen, beide Verlaufsformen durch alle Erreger, Streptococcus Pneumoniae va Lobärpneumonie

Normales Lungengewebe -> 1-2. Tag: Anschopplung (Seröse Flüssigkeit, Firbin,NG
=> Hyperämie der Alveolargefäße, Eosinophiles, Proteinreiches Exsudat, vereinzelt durchsetzt mit Neutros, Erys und Alveolardeckzellen
2-3: Rote Hepatisation: NG, M, Erys, Exsudat
=> hochgradige Hyperämie, dichtes Fibrinnetz in Alveolen durchmengt mit einwandernden GZ und Alveolardeckzellen, Erweiterete Lymphgefäße, Fokale Thrombose von Lungengefäßen, Verbreiterte Interstitien
4-6: Graue Hepatisierung: Zunahme an Leukozyten im Exsudat + Epithel
=> Massiv einwandernde NG im Fibrinnetz in Alveolen, Phagozytose von Granulozyten und Abbauprodukten durch Histiozyten
6-8: Gelbe Hepatisation: Viel Phagozytose, Eiter
8-14: Lyse: Aufräumarbeiten
Organisation / Regeneration: Tage – Wochen: Einsprossen von gefäßreichem Granulationsgewebe
=> Alle Alveolen eines Lappens gleich stark betroffen + befinden sich im selben Stadium (Lobärpneumonie)

Lobärpneumonie: Entzündliche Veränderungen in gleicher Phase
Broncho: Buntes Nebeneinander der Veränderungen
=> Frühzeitige AB Gabe => Histologisch selten klassische Bilder, beide Bilder meist von einer fibrinösen Pleuritis begleitet

Akute Entzündung: Heilung (Retitutio ad integrum) / Defektheilung (Narbenbildung) / Übergang in chronische Entzündung / Auslösen postinfektiöser Zweiterkrankung (rheumatisches Fieber zB) / Ausbreitung: Sepsis (Bakteriämie mit schweren allg KH Symtomen)

Wiederholung Entzündung und chronische Pneumonie

Chronisch: Wochen -> Jahre persistierende Entündung, va histiozytär / Lymphozytär, chronisch granulierend vs granulomatös
Granulationsgewebe: Resorptionszone mit Makrophagen, Reparationszone mit Fibroblasten + Kapillarsprossung, Bindegewebszone mit zellarmen kollagenen BG
=> Knötchenförmige Ansammlung aktivierter Makrophagen, teils unter Ausbildung von Riesenzellen (fusionierte Makrophagen), Spezifisch (Epitheloidzellgranulom mit Langhans Riesenzellen, Fremdkörpergranulom, Rheumagranulom)
Epitheloidzellgranulom: Epitheloidzellen (Makrophagen mit schuhsohlenartigen Kernen), Langhansriesenzellen (geordnete Kerne), Peripherer Lymphozytenwall (Sarkoidose, M Crohn, Tbc mit zentral verkäsender Nekrose)

Granulomatogener Reiz, Entzündungsmediatoren => Primäres Granulom -> Fremdkörpergranulom / Tuberkulosegranulom

Fremdkörpergranulom: Makrophagen, Ungeordnete Riesenzellen
Rheumatisch: Zentral fibrinoide Nekrose, Radiär angeordnete Epitheloidzellen, Allenfalls vereinzelt Langhansriesenzellen

=> Onlinemikroskopie?

Entzündung: Intravitale Reaktion des Gewebes auf äußeren + inneren Reiz => Lokaler Abwehrprozess örtliche Begrenzung + Elimination schädlicher Einflüsse zu erreichen (mikrobielle Erreger, chemische, physikalische Faktoren, Überempfindlichkeitsreaktionen)

=> Akut, chronisch, Rezidivierend
=> Neutrophile Granulozyten (Mehrkernig), Makrophagen, Eosinophile Granulozyten (Sonnenbrille), Lymphozyten + Plasmazellen (kaum Zytoplasma)

Akute Entzündung: Lokale Hyperämie mit Vasodilatation + erhöhter Gefäßpermeabilität, Exsudat von Plasma, Auswandern von Entzündungszellen (NG, M, LZ) => Plötzlich, rasch
=> Seröse, Fibrinöse, Eitrige, Hämorrhagische Entzündung

21. Die histologischen Veränderungen des diffusen Alveolarschadens in den unterschiedlichen Phasen beschreiben und anhand von histologischen Bildern zuordnen

Diffuser Alveolarschaden = Akutes Atemnotsyndrom

=> Infektion, physikalischer Schaden, Inhalative Noxen, chemischer Schaden, Hämatogen, Pankreatitis, Urämie, Allergisch
=> Aktivierung von Alveolarmakrophagen, Infiltration mit Neutrophilen, Zytokinausschüttung

Mikrothromben, Hyaline Membranen, Entzündung + Fibrose
Ödem => Hyaline Membranen (Exszudative Phase, schwer, rot braun)
=> Interstital Inflammation, Interstital Fibrose => Proliferative Phase => Gelb grau

Patienten idR bereits auf Intensivstation zur Behandlung der ARDS Ursachen
3-4 Erkrankungen / 100000 Einwohner / J, USA: ca 150000 Neuerkrankungen / J
Akut einsetzende Symptome: Dyspnoe, Tachypnoe, Zyanose, Hypoxämie
Radiologie: Initial normal, dann diffuse bilaterale Infiltrate
Mortalität 60%
=> Akute Interstitelle Pneumonie

22. Die molekulare Wirkungsweise des Atemgiftes Kohlenmonoxid erklären

Kohlenmonoxid: Farb + Geruchloses Gas, das bei unvollständiger Verbrennung organischer Verbindungen oder durch chemische Reaktionen gebildet wird

Hb: kann anstelle von O2 CO mit einer ca 300fach höheren Affinität binden => bereits in niedrigeren Konzentrationen den O2 Transport zu den Geweben unterbinden -> Hypoxie
Gefährlichkeit des CO in Atemluft: 0,07% CO in Atemluft => 50% des Hb zu Hb-CO

Therapeutisch: O2 Beatmung => Verdrängung von CO vom Hb durch O2 Überschuss aus dem Gleichgewicht, Austauschtransfusion

23. Die zentrale Bedeutung der erythrozytären Carboanhydrase beim CO2 Transport und bei der pH Wertregulation im Blut erklären

CA: CO2 Transport + pH Wertregulation (Belegzellen des Magens, Pankreas, Nire)

15 Isoenzyme => I + II in den Erys einen Großteil des im Gewebe produzierten CO2 hydratisieren -> Gastansport von CO2
Cofaktor: Zn2+, die von 4 Liganden tetraedisch umgeben (4 fach koordiniert)
=> 3 von Imidazolgruppen verschiedener Histidine der CA besetzt, 4. Koordinationsstelle Wassermolekül
Zn2+ bewirkt Bildung eines reaktionsfähigen Hydroxylions (OH-) => Entstehendes Proton wird von einem Histidylrest abgepuffert
Negativer O des Hydroxylions bindet an positivierten Kohlenstoff des CO2 Moleküls, Kohlensäure entsteht bei der hydrolytischen Spaltung des Komplexes
Pro Sekunde in einem Erythrozyten: 10^6 Kohlensäuremoleküle
CO2 + H2O über CA <-> H2CO3 <-> H+ +  HCO3-
Kohlensäure zerfällt leicht in CO2 + H2O, kann aber auch in Proton und HCO3- dissoziieren, wenn bei leicht alkalischem pH Wert H+ abgepuffert wird / puffernde Imidazolgruppe eines Histidylrest bindet

O2 Abgabe am Hb => Sinkt Säurestärke eines Imidazolrestes am Hb => Nimmt Proton auf, Verlagerung des Dissoziationsgleichgewichts der durch CA im Ery gebildeten Kohlensäure in Richtung Bicarbonat

pH Regulation: Säure CO2 kann schnell in Lunge abgeatmet werden, Protonen und Base (HCO3-) können in der Niere langsam ausgeschieden werden => Puffersystem => pH Wert bei Säure- / Basenbelastung in engen Grenzen stabilisieren

Schwache alkalische Lösung, Kohlensäurebildung nach Einblasen CO2 haltiger Luft, Zugabe von CA aus frisch verdünntem Blut
Zusatz Natronlauge
=> System reagiert besser + schneller, wenn CA vorhanden

24. Die Ergebnisse einer Blutgasanalyse bezüglich der pH Wert Veränderungen im Blut interpretieren und deren Ursachen erläutern

pH: 7,36-7,44, darunter Azidose, darüber Alkalose

CO2: Nicht abatmen: pH Wert sinkt => Azidose, Zu viel Abatmen: Alkalose
pCO2: Arteriell: 40mmHg, Venös 37-50mmHg
pO2: Arteriell: 80-100mmHg, 150mmHg O2 in der Luft, Venös: 36-44mmHg
sO2: Arteriell um die 100%, Venös 70-80%
p50c: Partialdruck bei 50% Sättigung => O2 Affinität (Genetisch, Erworben, Hb Zustand) => Um die 26mmHg
Hb: um die 15g/dl
Hct: um die 45%

Säure Base Haushalt
cHCO3- (P) c: um die 25mmol/L
Unter Standardbedingungen cHCO3- (P, St)c bei 40mmHg CO2: um die 25mmHg
ABE/ SBE, cBase(Ecf)c => Basenexzess (Respiratorisch, Metabolisch): Nm 0mmol/l, -2 bis 2
=> Menge an Säure / Base die theoretisch notwendig ist, den pH Wert auf 7,4 zu titrieren bei Standardbedingungen
> 2mmol/l: Nicht Respiratorische Alkalose (metabolische Alkalose), Metabolische Azidose durch stark negative Basenabweichung

25. Die visuelle Analogskala nach Borg zur Selbsteinschätzung von Luftnot durch Patienten und ihre Anwendungsgebiete beschreiben

Borg Skala: Bewertungsverfahren zur Einschätzung des Schweregrads einer Dyspnoe + Belastungsstärke (Ausbelastungstest), Subjektives Belastungsempfinden während einer Ergometrie

=> Herzfrequenz x 0,1 = Skalenwert
zB: Leicht (10) => 100HF, Schwer (17) => 170

05: Überhaupt keine Anstrengung
08: Extrem locker
10: Sehr locker
11: Locker, geringe Dyspnoe
13: ein wenig anstrengend, erhebliche Dyspnoe
15 anstrengend, starke Dyspnoe
17 sehr anstrengend, sehr starke Dyspnoe
19 extrem Anstrengend
20 maximale Anstrengung

Während letzte 24h empfundene Atemnot in einer Skala von 1-10s

Alternativ: RPE Skala (0-10 Dyspnoe) oder 6 Minuten Gehtest / Treppenstufen

26. Bei einem gegebenen Patienten eine auf Gasaustauschstörung fokussieret Anamnese durchführen, den Befund dokumentieren und gegenüber einem Normalbefund abgrenzen

 

Zentral: Hypoxie bei Diffusionsstörungen (Gasaustauschstörungen, die zu einer LuFuStörung führen)
=> Verlängerte Diffusionsstrecke (Verdeckung der Alveolarmembran bei Lungenfirbose, COPD, Pneumonie)
Reduzierte Austauschfläche (Atelektase, Pneumothorax)
Verkürzte Kontaktzeit (Lungenresektion)
Sauerstoffverminderung in der Atemluft (CO Vergiftung)
Starke Anämie zB bei massiven Blutverlust, maligne Knochenmarkserkrankung

Anamnese: Luftnot: Seit wann, Auslöser / Husten, Auswurf? / Lungenerkrankungen? (Asthma, COPD, Mucoviszidose, Immunsuppression), Neoplastische Erkrankungen, Teilresektion? / Inhalation von Atemgiften (CO), Belastung durch Umwelt / Arbeit, Bergbau, Stäube, Häufige Bronchitiden?

Belastungsdyspnoe (Quantifizierung), Müdigkeit / Abgeschlagenheit, Schwindel, Kopfschmerzen (zB durch Hyperkapnie), wird beim Hinlegen schlimmer (Orthopnoe), Schlaf in aufrechter Position?
CAVE: Anämie mit gleicher Symptomatik ohne Zyanose, Hyperkapnie muss nicht zwangsläufig eine Atemnot hervorrufen, eher bei akuten Situationen

Körperliche Untersuchung Gasaustauschstörung



Untersuchung: Inspektion: Fassthorax, Zyanose (Peripher / Zentral), Blässe, Atembeurteilung (verlängertes Inspirium / Expirium, physiologische Atemfrequenz Insp länger als Exp, Vesikuläres Atemgeräusch), Angestrengtes Atmen (Atemhilfsmuskulatur, Tachypnoe), Hypoxiezeichen (Uhrglasnägel, Trommelschlägelfinger), Hautkolorit: Rosig / Blass?, Anämiezeichen, Haltung des Patienten (Orthopne, Kutschersitz), offensichtliche Thoraxverletzungen
Palpation: Rekap Test (< 2s), Stimmfrenitus vermindert bei Emphysem, Pneumothorax, Asthma, Verschlussatalektasen, Pleuraerguss, Schwarte (Verstärkt bei Pneumonie + Lungenödem)
Body Check: Thorax Stabil?
Atemverschieblichkeit
Perkussion: Hypersonor (Lungenemphysem), Hyposonor (Ödem / Pneumonie), Lungengrenze + Verschieblichkeit, Zustand des Patienten (Dyspnoe?), Vorne + Hinten im Seitenvergleich
Auskultation: Vesikuläres Atemgeräusch? Inspiratorischer Stridor (Pseudokrupp, exp Stridor eher Asthma), Expiratorisches Pfeifen / Brummen (kleine Bronchien), Giemen (Große Bronchien)
Rasselgeräusche: Trocken (Knistern) bei Fibrose (= Sklerophonie)
Grob / mittel / Feinblasige feuchte Rasselgeräusche
Grob: Frühinspiratorische Rasselgeräusche, relativ wenige, manchmal zusätzlich expiratorische Rasselgeräusche, bei chronischer Bronchitis, Asthma, Ödem, Bronchiektasen
Mittel: Bronchitis, Alveolitis
Fein: Spätinspiratorische Rasselgeräusche (erste Hälfte der Inspiration, bis Spätphase hörbar): Interstitielle Lungenerkrankungen wie Fibrose, Pneumonie, HI
=> Falsch? Grobblasig eher Schleim => Pneumonie, Fein eher Ödem (Wasser)!!! Doccheck sagt nein
Stadium der Pneumonie: I: Feinblasig, feuchte Rasselgeräusche (Strohalm) => III: Grobblasig (Pudding)
Bronchophonie: Infiltration / Atalektase => Man hört die 66
Husten lassen: Nebengeräusche weg?
Abgeschwächtes Atemgeräusch: Atelektase, Pneumothorax, Pleuraerguss, Fremdkörper, Tumor)

27. Bei einem gegebenen Patienten eine pulsoxymetrische Untersuchung durchführen und den erhobenen Wert in Bezug zu einem Normalbefund beurteilen

Pulsoxymetrie: nicht invasiv, sO2 des Arteriellen Blutes + HF

SaO2: Beladung des Hb mit O2 => Absorption von Licht bei Hb unterschiedlich (Desoxy vs Oxy Hb)
Pulsoxymeter rechnet anhand Extinktion der Lichtabsorption die prozentuale SaO2 aus
Nm: 97-100%, Behandlungsbedürfdig < 90, <85 kritisch

Messen: Spezielle Sensoren am Fingernagel / Ohrläppchen

Fehlerquellen: Periphere Durchblutung verschlechtert (Kälte, Kreislaufzentralisation bei Schock)
Intoxikationen (CO Vergiftung => Kein Unterschied bei Oxymetrie zu Oxy Hb)
Nagellack
CAVE: Nicht Zustand des Patienten, da nur Sauerstoffgehalt, nicht CO2 Gehalt gemessen
Chronische Hypoxie: Niedrigere Werte tolarierbar
Ausserdem O2 Verfügbarkeit ~ von Hb und HZV (niedrige Sättigung und hoher Hb => Tolerierbar, Kompensation bei chronischer Hypoxie)
CAVE: COPD + andere ähnliche Erkrankungen: CO2 fällt als Sensor weg => Atmung O2 abhängig
=> O2 Gabe nicht zu schnell, nur bei wirklicher Atemnot
(Patient kann keine Probleme haben, gibt man ihm aber aufgrundf niedriger O2 Sättigung O2 => Probleme machen, Atemstillstand)

Anämie: Falsch hohe Werte (100% O2, jedoch kaum O2 in der Peripherie durch fehlendes Hb)

Sauerstoffgehalt des Blutes Ca(O2) = Hb * 1,34 * SaO2 + Pa(O2) * 0,0031

1. Die Grundprinzipien der Pathogenese für hypoxämische und hyperkapnische Störungen erläutern

Parenchymschäden, Lungenerkrankungen => Gasaustauschstörungen: Perfusions- + Diffusionsstörungen

=> Hypoxämie (jedoch keine Hyperkapnie, da CO2 unabhängig der Bedingungen gut diffundiert) => Tachypnoe => Kompensation => Normale Werte

Störungen der Atempumpe: Atemzentrum => Knochen, Muskel…. => Ventilationsstörungen
=> Hyperkapnie

Chronische Lungenparenchymerkrankung: Lungenfibrose: BG Einlagerung ins Lungengewebe => Diffusionsstörung, Verdickte Diffusionsstrecke
Emphysem: Abnahme der Gasaustauschfläche

Physiologisch: Aufsättigen der Erythrozyten in 0,25s => 0,5s Reservezeit
Verdickung => Diffusion dauert 1 s => Nicht ausreichend Zeit, Erythrozyten zu sättigen
Belastung, HMV nimmt zu => Hypoxämie => Diffusionsstörungen treten va zunächst bei Belastung auf

Partialdruck ~ Sättigung => Nicht sonderlich aussagekräftig, aber leicht zu messen
Ab Sättigung von 90% schneller Abstieg => Hinweis auf gefährliche Prozesse
Sauerstoffgehalt: Sättigung x Hb x 1,34 => ~ Hb, 20ml/100ml/Blut physiologisch => Trotz 100% Sättigung ersticken bei Anämie möglich (ab 12 niedrig, ab 5 kritisch)
HMV x Sauerstoffgehalt => 520-570ml/min m² => Sauerstoffmangel aufgrund langsamen Transport in die Peripherie
Klinik führt! Symptome!

Chronisch: Entlastung der Atempumpe => Sensibilisierung von pCO2 => pH + pO2 als Atemantrieb => Hypoventilation
Polyglobulie (Hb steigt durch EPO)

CO2: Lunge: Vasokonstriktion => Verbessertes Ventilations / Perfusionsverhältnis gut ventilierter Bereiche
Peripherie: CO2: Vasodilatativ: Nachlastsenkung, erhöhtes HZV, verbesserter Transport

2. Die wesentlichen klinischen Folgen einer hypoxämischen und hyperkapnischen Störung darlegen und symptomorientierte Behandlungsoptionen erklären

Behandlung Symptomorientiert!

Anpassung an chronische Hypoxämie! Mann mit 80% O2 ohne Probleme Sauerstoff zu geben kann Probleme verursachen!

Sauerstoffgabe va bei akuter Hypoxämie und akuter Luftnot!
COPD: O2 Gabe => Outcome ~ CO2 ~ Atemarbeit
Hohes CO2 (Wenig Atemarbeit) => Verbesserte Lebenserwartung, niedriges CO2 (Hohe Atemarbeit) => Schlechtes Outcome
Pink Puffer: va Emphysem => Hohe Atemarbeit bei O2 Gabe
Blue Blowter: va Obstruktiv => O2 Gabe senkt Atemarbeit (Kompensatorisch)

Langzeit O2 Therapie: Akut im Krankenhaus, COPD (senkt Mortalität wenn Atempumpenaktivität reduziert)
Lungenfibrose (Verbesserte Belastbarkeit), Mukoviszidose (Verbesserte Belastbarkeit, Reduktion pulmonale Hypertonie), Hypoxie => Pulmonale Hypertonie (O2 Sensing, Vasokonstriktion)
Herzinsuffizizienz mit Cheyne Stokes Atmung
Symptomkontrolle

O2 Gabe nach Leitlinien

Druckluftgabe => Identische Lebensqualität ~ O2 Gabe zB durch Vagusreizung

Akute hypoxämische respiratorische Insuffizienz, Pneumonie, kardiogenes Lungenödem, ARDS
Akutes Lungenversagen bei Surfactantfunktionsstörung
Atalektasen: Verlust Gasaustauschfläche, Shuntfluss, Hypoxämie => Überdrucktherapie
O2 Refraktäre Hypoxämien va durch Überdruck therapieren
+ Überdruckbeatmung bei erhöhter Atemarbeit + bei Lungenödem (erhöhter Rückfluss)

Akute Gasaustauschstörung: O2 Gabe entlastet Atemarbeit
Überdruckbeatmung kein Nutzen bei Lungenfibrose => Überdruckbeatmung nur bei Erkrankungen, bei dem die funktionelle Residualkapazität vergrößert wird
Beatmung erst dann, wenn Atempumpe nicht mehr in der Lage ist, hypoxische Störung zu kompensieren, sekundäre ventilatorische Insuffizienz => Unterstützen mit Beatmung
Atempumpeninsuffizienz: Sofortige Beatmung

Überdruckanteil deutlich bedeutender als O2 Anteil bei Beatmung
Akut: Beatmungstubi, Urotracheale Einführung, Beatmungsmasken
=> Primäre Therapieform bei Atempumpeninsuffizienz

Auf allen Ebenen des Atemapparates Störungen möglich (Neuronal, Muskulär, Diffusion)
Obesitas Hypoventilation (Dehnungsbehinderung, Erhöhte Atemarbeit), Pleuraschwiele

Chronische Atemstörung: Selten Luftnot, unspezifische Symptome, Schlaf? => Atemstörung, Schlaflabor

Ventilatorische Störung: Beatmung: Lebensverlängerung, Lebensqualität steigt, Allgemeinsymptome nehmen ab => Nicht invasiv vs invasiv

Möglichkeit O2 Gabe

O2 Konzentratoren (Raumluft, 4-5L, va bei immobilen Patienten, günstig, aber Stromkosten + Lärm)
Mobilitätsversorgung: Stahlfalschen + Trollies, 3-4 Flaschen / Monat bezahlt (Reicht nicht lange, 1 Flasche 2-3h => Notlösung für immobile Patienten)
Flüssigsauerstoff bis zu 17h Mobilität

3. Die Pathogenese der respiratorischen Insuffizienz bei COPD herleiten

COPD: Lungenerkranungen mit chronisch obstruktiver Bronchitis, Lungenemphysem, chronischer Bronchitis mit asthmatischer Komponente

8-13% aller Erwachsenen, altersabhängig, viert- / dritthäufigste weltweite Todesursache

Grenzwert: 70% VK (Tiffenau)
I: Leicht, FEV1 > 80%, 2: 50-80%, 3: -30%, 4 <30%
=> 60-85% der Patienten mit leichter / mittelschwerer COPD nicht diagnostiziert

Ursachen: Schadstoffbelastung: Rauchen (90% aller Fälle, aber nur 15-20% entwickeln eine COPD), Stäube, Dämpfe, Gase
Erblich: Alpha 1 Antitrypsinmangel
Atemwegsinfekte, Asthma Bronchiale

Entzündung der kleinen Atemwege -> Obliteration, Umbau der kleinen Atemwege, Myozytäre Dysfunktion => Atemflussbeeinträchtigung
=> Empyhsematischer Umbau des Lungenparenchyms, Verminderte Expiration, Statische und dynamische Überblühung der Lunge

Rauchen -> Direkte Epithelzellschädigung -> Freisetzung endogener Substanzen -> Aktivierung von TLR -> Unspezifische Entzündung (Zytokine, Makrophagen, Neutrophile, Dendritische Zellen), Verminderte Zellregeneration, Karzinogenese, Zelltod, Matrixabbau

=> Altern, Regeneration + IS nehmen ab, Umweltexposition + genetischer Hintergrund zu
=> Epithelschädigung => Angeborene Immunreaktion => Adaptive Immunreaktion

Rauchen => Epithelzellschaden, Aktivierung IS => Proteasen => Emphysem, Mukus Hypersekretion (Verhinderbar durch Proteaseinhibitoren)
Makrophage: MMPs Cystein Proteinasen, Neutrophile. MMPs Serinproteinasen => Emphysem
Gehemmt durch alpha 1 Antitrypsin, SLPI, alpha Antichymotrypsin, alpha 2 Makroglobulin, TIMPs

Rauchen -> Sauerstoffreadikale -> Antiproteasen nehmen ab, Sekretorischer Leukoproteaseinhibitor, alpha 1 Antitrypsin
Aktivierung von NFkB => TNF alpha + IL8 => Neutrophilenrekrutierung
Radikale -> Mukussekretion, Isoprostane -> Plasmaexsudation, Bronchokonstriktion

Exazerbation: Starker Husten, Dyspnoe, Sputum steigt purulent, häufiger bei schwerer COPD, schlechte Lebensqualität, erhöhte Mortalität
Ursachen: Infektionen (60-80%), Nicht Infektiös (20-40%): Herzinsuffizienz (Stauungsbronchitis), Embolie, Pneumothorax, Umweltfaktoren: Kalte Luft, Luftverschmutzung, Allergene, Tabakrauchen

4. Die krankheitsspezifischen Angaben in der Anamnese und Befunde der körperlichen Untersuchung bei chronisch obstruktiver Lungenerkrankung benennen

Auskultation: Überblähung, geringes Atemzugvolumen, leise Atemgeräusche

Obstruktion, Schleim: Giemen, Brummen, Grobblasige RG

Symptomatik: Husten, Auswurf, Belastungsdyspnoe
WHO: Husten + Auswurf > 3 Monate / Jahr in 2 Jahren
DD Asthma: Therapierbar mit Sympathicomimetika

FEV1 ~ Schweregrad => Gold Einteilung (70-80, 50, 30, <30)
Zunahme Exazerbation mit Schwere der Erkrankung ~ Lungenfunktion
Exazerbation: Verschlechterte LuFu, Symptomzunahme, Angst, Lebensqualität sinkt, soziale Isolation, Exazerbationszunahme, Hospitalisierungen, Mortalität

Klassifikation ~ FEV1 (Gold), Symptome (mMRC / CAT), Anzahl Exazerbationen => A, B, C, D

CAT: Einfacher + validierter Test, 0-40 Punkte, <10 gering, -20 mittel, -30 hoch, -40 sehr hoch
mMRC: 0-4 Kurzatmigkeit ~ NYHA

5. Grundzüge der medizinischen Diagnostik und Therapie der COPD bis hin zur Behandlung der respiratorischen Insuffizienz beschreiben

Diagnostik siehe LZ Anamnese + Untersuchung => Klinische Diagnose

Therapie:
A: SABA / SAMA bei Bedarf => SABA + SAMA, LABA / LAMA
B: LABA / LAMA => LABA + LAMA
C: LABA / ICS / LAMA => LABA + LAMA, ICS + LAMA
D: LAVA / ICS / LAMA => LAVA / ICS + LAMA, LAVA / ICS + Roflumilast, LAMA + Roflumilast

Bronchodilatation Grundbaustein der pharmakologischen Therapie
Exazerbation definiert Einsatzbereich der ICS schärfer
PDE4 Hemmer als Alternative

Aclidinium: M1, M2 + M3 Rezeptoren
M3: Bronchokonstriktion, Schleimsekretion
M2: Autoreueptor, präsynaptische Hemmung, negatives Feedback, kardial bradykardisierend
=> Anticholinergika zur Therapie obstruktiver Atemwegserkrankungen
=> va Abendgabe
Systemische UAWs?

Bronchodilatatoren: beta 2 Agonisten (short, long acting), Anti Cholinergika (short, long acting) => Bronchodilatation

AB bei Exazerbation
Lungentransplantation

GOLD:
Leicht: Kurzwirksame inhalative Bronchodilatatoren bei Bedarf
II: + Dauertherapie mit einem / mehrere langwirksame Bronchodilatatoren
III: + Inhalative Glukokortikoide bei wiederkehrender Exazerbation
FEV1 < 60: LABA ISC Combi

6. Das Prinzip der mukoziliären Clearance erläutern

Mukoziliäre Clearance: Vom respiratorischen Epithel getragener Selbstreinigungsmechanismus der Bronchien

Flimmerepithel bis Bronchioli Terminales mit beweglichen Kinozilien ausgekleidet
Koordinierte Bewegung => Rachen => Ösophagus

2 Schichten:
Seröse, dünnflüssige Schicht, in der sich die Kinozilien befinden (Periziliärer Layer)
Muköse, dickflüssige Schicht mit Bronchialschleim, der transportiert wird (Samt Pathogene + Partikel, Gelschicht)

Dehydratation / Mukoviszidose: Austrocknen der serösen Schicht => Funktionsverlust der Kinozilien

~ Dichte + Anzahl der Kinozilien, Struktur + Koordination, Luftfeuchtigkeit

Dauer: ca 20 Minuten

Dysfunktion: zB Bei cystischer Fibrose: Zäher Mukus
=> Bakterielle Besiedlung, Infektionen
Rauchen / COPD: Mukushypersekretion + Zilienschädigung
=> Bakterielle Besiedlung, Infektionen

7. Die mechanischen Abwehrmechanismen im oberen und unteren Respirationstrakt erläutern

 

Wirtsabwehr:
Avoidance: Angeborene Aversion gegen Anzeichen hoher mikrobieller Dichte (Vermeiden von Schimmelkäse zB, Geruch, Geschmack)
Resistance: Pathogenerkennung, -destruktion, -elimination => Angeborenes und adaptives IS
Tolerance: Reduktion negativer Effekte, Zytoprotektion, Reparaturmechanismen, Krankheitsverhalten

Mechanisch / Chemische Faktoren: Normalflora
=> Aerodynamischer Filter, Nies- + Hustenreflex, Mukoziliäre Clearance, Lysozym, IgA, Epithelbarriere, Komplementsystem

Pathogen: Außenluft -> Atemwege -> Alveole
=> Verwirbelungen der Atemluft, Partikel werden abgeschilfert (Nasenhaare, Mucus) ~ Größe der Partikels
Obere Atemwege bis Kehlkopf > 10µm (größter Anteil), Bronchien 3-10, Alveolarraum 1-3, <1: Feinstaub: Ein und Ausatmung

Aerosoldepositionsmechanismen: Deposition, Impaktion, Sedimentation, Diffusion

=> Wirken sofort bis Stunden bis wenige Tage

Epithelbarriere: Monolayer, Isolation innere und äußere Körperbereiche
Tight Junctions => Kein Eindringen möglich (bzw schwer)
Oberfläche: Mikrobiom (Verdrängen von Pathogenen, Kompetition, Bakterizide Substanzen)
=> Epithelzelle nicht nur Barrierezelle, auch Immunzelle, Antimikrobiell, Inflammatorisch

7. Folgen von Störungen der mechanischen Abwehr der Atemwege

 

Gestörte Abwehr:
Infektionsursachen: Defekte der Abwehr (Angeboren, Erworben), Große Anzahl Mikroorganismen, Hohe Virulenz
=> Rhinitis, Sinusitis, Otitis Media, Pharyngitis, Laryngitis, Epiglottitis
Durch Adenoviren, Rhinoviren, Streptokokken, Haemophilus Influenza, Moraxella Catarrhalis

=> (Mikro-) Apsiration (Oropharyngeale Flora), Inhalation (Viren, Mykobakterien), Inokulation
Aspiration: Dysphagie (Anatomisch, Neurologisch, psychisch, infektiös)
Inokulation: Tubus, Fehlplatzierte Magensonde, Bronchoskopie

Akute Tracheitis, Akute Bronchitis (Chronisch nicht Infektiös!)
Kolonisierung im Tracheobronchialsystem gehäuft bei chronischer Bronchitis, Mukoviszidose, Bronchiektasie, primäre ciliäre Dyskinesie, IgA Mangel, Beatmung

=> Rauchen erhöht Pneumonierisiko (Stört Mukociliäre Clearance, Erhöht bakterielle Epitheladhäsion, Reduziert Funktion der Abwehrzellen, reduziert epitheliales beta Defensin)

Alveolarraum: Versagen Bronchialer Abwehr nach Aspiration, Inhalation, Inokulation oder Hämatogene Streuung (Bakteriämie, Sepsis)
Immunsuppression begünstigt respiratorische Infekte
Stenose, Neuromuskuläre Erkrankungen, Lungenarterienembolien => Pneumonie

Pneumonie: Hyperinflammation (ARDS, MODS) auch bei Antibiotikagabe
ARDS: Mögliche Komplikation einer Pneumonie / andere direkte / indirekte Lungenschödigung
=> Akut, Beidseitige Infiltrate, PaO2/FiO2 < 300mmHg, fehlender Anhalt für einen erhöhten Druck im linken Vorhof (Stauungsödem) => Diffusionsödem
Mortalität ca 40%

8. Wichtige Vertreter der normalen bakteriellen Standortflora des Respirationstraktes mit ihrer anatomischen Lokalisationen benennen und ihre Bedeutung als Abwehrfaktor beschreiben

Normalflora: Kompetition um Nährstoffe, Produktion von bakteriziden Substanzen, etc

Nase: va Staphylococcus Epidermidis, S Aureus
Streptococcus Pneumoniae, S Pyogenes, Neisseria sp, N Meningitidis, Enterobacteriaceae, Haemophilus Influenzae, Corynebakteria

Rachen: Staph Epidermidis, S Aureus, Streptococcus Salivarius, S Mutans, S Pneumoniae, S Pyogenes, Neissera sp, N Meningitidis, Enterobakteriaceae, Haemophilus Influenzae

9. Humorale Faktoren des lokalen respiratorischen Abwehrsystems mit ihrer Lokalisation benennen und ihre Funktionen erläutern

Antimikrobielle Pepitde:

Defensine, Cathelicidin, S100-Proteine
Produziert von Epithelzellen, Neutrophilen Granulozyten, Makrophagen nach Pathogenerkennung durch TLR 2, 4, 9
=> Membranpermeabilisierung

Cathelicidin bei Tuberkulose: Nur bei ausreichendem Vitamin D produziert

PAMPS -> PRR
TLR -> MyD88
NOD: IL1 beta
NLR3 => Caspase 1 => IL1 beta
RLR: Virale RNA

Immunreaktion ~ Vollständigkeit des Pathogens (nur PAMP, tot, lebendig, + Virulenzfaktoren)
=> Rekrutierung von Neutros und Monozyten

Alveolarmakrophagen (0,3/Alveole): Wichtigste Ortsständige Immunzelle im Alveolarraum, Phagozytose, Antimikrobiell, Inflammation, Epitoppräsentation auf MHC II
Neutrophile: TRAPS, NET Bildung, ROS, Proteasen, Komplemntärsystem
=> Leukozyten dynamisch im Lungenparenchym

=> Zytokine: IL1b, TNF alpha, Mediatoren => Aktivierung IS => Protektive Effekte, Detrimentale Effekte, Vasculäre Integrität sinkt

AK auf Schleimhaut

Süß + Bitterezeptoren (Bitterstoffe der Bakterien, Glucose Metabolisierung durch Bakterien, Süß hemmt physiologisch Bitterreiz)
=> Calcium Signal => AMPs, Zilienfrequenz steigt, NO steigt
=> Beta Defensin + Bacterial Killing

Hypo- / Hypergammaglobulinämie: Mangel / Überproduktion von monoklonalen AK, angeboren / erworben (Hypo: Maligne Lymphome, Leukämien, Hyper: Chronische Entzündung, Leberzirrhose, maligne Lymphome incl Plasmozytom, M Waldenström)
=> Impfung (Pneumokokken, Influenza, Haemophilus Influenzae, Pertussis)

10. Pharmaka zur Therapie obstruktiver Ventilationsstörungen in ihre Wirkstoffobergruppen einteilen und wichtige Substanzvertreter zuordnen + Indikationen (Stufenschema)

Obsturktive Ventilationsstörungen: COPD (Bronchokonstriktion, ALveolendestruktion, (Inflammation)

Asthma: Bronchokonstriktion, Inflammation, Hyperreaktivität, Allergische Reaktion

Bronchodilatation: (Nor) Adrenalin (beta 2 R), Acetylcholin (M3), Leukotrien-R, Histamin R)
=> beta 2 Mimetika, Anticholinergika, Leukotrienrezeptorantagonisten, Antihistaminika

Anticholinergika:
Ipratropiumbromid = Atrovent => Wirkung nach 5-20 min, Dauer 4-6h
Tiotropiumbromid = Spiriva => M3>M2, längere HWZ, 1x tgl
=> Inhalativ
=> Hemmung PLC => IP3 => Calcium sinkt

Betasympathicomimetika:
Kurzwirksame Präparate bei Bedarf (wirken nach 20-30s für bis zu 6h), Langwirksame Präparate als Dauermedikation (wirken bis zu 12h)
Kurzwirksam: Fenoterol (Berotec), Salbutamol (Sultanol), Terbutalin (Bricanyl)
Langwirksam: Salmeterol (Serevent), Formoterol (Foradil, Oxis), Indacaterol (Onbrez)

Stufenschema: 1: Kurzwirksame Beta 2 Sympathicomimetika bei Bedarf
2: Kurzwirksame Beta 2 Sympathicomimetika bei Bedarf + Niedrige Dosis Inhalative Kortikoide
3: Kurzwirksame Beta 2 Sympathicomimetika bei Bedarf + Mittlere Dosis inhalative Kortikoide, langwirkende beta 2 Sympathicomimetika, Theophyllin
4: Kurzwirksame Beta 2 Sympathicomimetika bei Bedarf + hohe Dosis inhalativer Kortikoide, langwirkende beta2 Sympathomimetika, Theophillin + orale Kortikoide

Theophyllin: Langzeittherapie po in retardierter Formulierung, Akuttherapie, Anfall: iv Injektion / Infusion

Antiinflammation: Glucokortikoide:
Topisch per inhalation: Budesonid: Pulmicort, Fluticason: Flutide
Systemisch: Dexamethason: Fortecortin, Prednisolon: Decortin

Hemmung Hyperreaktivität:
Leukotrienrezeptorantagonist
=> Montelukast = Singulair

11. Indikationen, Wirkmechanismen, topische und systemische Wirkungen und Nebenwirkungen sowie Kontraindukationen von bronchodilatatorisch wirksamen Pharmaka erläutern

Bronchodilatatoren

Anticholinergika: Hemmung von m ACH R => Ach R Antagonist = Anticholinergikum = Parasympathicolytikum
Nebenwirkungen: Mundtrockenheit, cave: Engwinkelglaukom
=> Inhalative Anwendung insgesamt sehr nebenwirkungsarm, da schlecht resorbiert
Langzeitanwendung: Kardiovaskuläre NW? Kein Beweis bei Nachuntersuchungen

Beta Sympathicomimetika:
Selektive Beta 2 Rezeptoraktivierung, Erhöhung der intrazellulären cAMP Konzentration => Erniedrigung des intrazellulären Calciums (Durch Phosphodiesterase gegenreguliert)
beta 2 Agonist -> Beta Adrenorezeptor -> G Protein -> Adenylatcyclase -> ATP -> cAMP -> Calcium sinkt -> Bronchodilatation
PDE: cAMP -> AMP
Hemmung von Mediatorausschüttung bei Mastzellen

Nebenwirkungen: Geringe systemische NW: Tachykardie, feinschlägiger Skelettmuskeltremor, Unruhe, Tachykardie, Herzpalpitationen (va bei Therapieeinleitung für 2-4W)
va bei hoher Dosis: Hypokaliämie, Muskelkrämpfe, Kopfschmerzen, Schlafstörungen
Kaum Toleranzenwticklung
=> Fast ausschließlich inhalative Anwendung, oral Präparate (Clenbuterol) haben ein ungünstiges Nutzen- / Verträglichkeitsprofil
=> Verbessertes FEV1 || HF und Skelettmuskeltremor

Theophyllin:
=> Phosphodiesterase Hemmer, Blockade von Adenosinrezeptoren (ZNS; Herz, Niere), zT unbekannt
=> Bronchodilatation, Steigerung der mukociliären Clearance, zentrale Atemstimulation, Steigerung der Atemmuskelkontraktilität, Verminderung der Membranpermeabilität, Hemmung der Mediatorfreiestzung, antiinflammatorisch
=> Verringerte Plasmaexudation, Neutrophilen, T Zell + Makrophagen Funktion sinkt, Respiratorischer Muskel gesträrkt
NW: ZNS: Erregung, Krampfanfälle; Herz: Tachykardie bis hin zu ventrikulären Arhytmien, Lunge: Tachypnoe
=> Enge therapeutische Breite (Erwünschte Wirkung vs toxisch) => Große Schwankungen von Patienten zu Patienten und auch innerhalb eines Patienten
=> Sehr variable MEtabolisierung in der Leber über CYP 450 Isoenzyme (Vorsicht bei Verwendung von CYP1A2 Inhibitoren, wie Ciprofloxazin oder Erythromycin
=> Therapeutisches Drug Monitoring, Einstellung auf 5-20µg/ml
 

11. Anti Inflammatorische Pharmaka: Wirkung, Nebenwirkung, Indikation (Corticoide)

Glucokortikoide: Aktivieren intrazellulären Rezeptor (Bindet Cytosolischen Transkriptionsfaktor, Aktivierung, Translokation in den Zellkern -> Glucocorticoid Rezeptor Komplex -> Veränderte Genexpression => Antiinflammatorische Proteine, zB Lipoprotein 1, NFkB Inhibitor Protein)
Zytokine -> NFkB -> Bindet Transkriptionsfaktor => Proinflammatorische Enzyme
=> Entzündungshemmend, Hemmung der Synthese der Phospholipase A2 (Leukotriene, Prostaglandine) + Lipoxygenase (Leukotriene), Abnahme der erhöhten Kapillarpermeabilität, Steigerung der mukociliären Clearance
=> Kaum systemische NW durch hohen first pass Effekt
Systemisch: 20% First pass, Lokal: 90% First Pass
=> Nur 10% am Wirkort (Spacer), Corticophobie, lokale NW
Nebenwirkungen bei Anwendung als Aerosol: Heiserkeit durch reversible Myopathie der Kehlkopfmuskulatur, Mundtrockenheit, orale Candilose durch immunsuppressive Wirkung, Zungenbrennen => 70-90% der Dosis verbleiben im Mund- und Rachenraum => Nach Inhalation Mund spülen
Systemisch: +: Hohe Konzentrationen möglich, stärkere Wirksamkeit, im Asthmaanfall schnellerer Wirkeintritt; -: Systemische NW
Cushing
Mineralcorticoide Wirkung (ähnlich Aldosterol): Natrum und Wasserretention => Blutdruckanstieg, Ödeme, Hypokaliämie
Unterdrückte Entzündungs- und Heilungsreaktion: Erhöhte Reaktionsgefahr, Aufbrechen von Infektionen, Wundheilungsstörungen, Aktivierung von Magen- und Darmulzera
Veränderte Stoffwechsellage: Eiweißabbaukatabolie, Abnahme der Skelettmuskelmasse mit Muskelschwäche, Osteoporose mit Frakturneigung, Wachstumshemmung bei Kindern (aufholbar), Hautatrophie
Einschleusen der vermehrt anfallenden Glucose in die TGSynthese, Hypertriglyceridämie, Vollmondgesicht, Büffelnacken, Stammfettsucht, bei unzureichender Insulinsekretion Steroiddiabetes
Beeinflussung des Regelkreises: Verminderte Sekretion von CRH und ACTH, Nebennierenrindenatrophie (Aldosteron Inkretion nicht betroffen), Gefahr von Schockzuständen durch Corticoidmangel, Corticoide ausschleichend absetzen, mögliche Prophylaxe der Regelkreisstörung: Alternierende Therapie
=> Einnahme möglichst morgens um 8 => Geringste Beeinträchtigung des körpereignene Rhythmus

11. Anti Inflammatorische Medikamente (Wirkung, Nebenwirkungen, Indikation), nicht Corticoide!

Leukotrien Rezeptor Antagonsiten: Antiinflammatorisch, Bronchodilatatorisch über Hemmung der Leukotrienwirkung
NW: Überempfindlichkeit, GI NW, Blutgerinnung vermindert, zentrale NW?

Indikationen: Kombinationen mit beta Sympathicomimetika, Einsparung von Glucocorticoiden, Analgetikaasthma, Vorteile gegenüber Sympathicomimetika bei Kleinkindern?
Orale Therapie 1x/t
=> Nicht für schweres Asthma in D zugelassen

12. Relevante Erkrankungen mit Obstruktion der oberen Atemwege benennen und zuordnen

Anatomsiche Varianten: Septumdeviation, Septumsporn, Choanalatresie

Schwellungen der Schleimhäute: Akut, chronisch, infektiös, allergisch
Physiologische Gewebevermehrung: Tonsillenhyperplasie, Adenoide
Raumforderungen: Gutartig (Zysten, Polypen), Bösartig (Plattenepithelkarzinom)

Obere Atemwege: Nase bis Larynx

Septumperforiation (Trauma, Kokain, Wegener Granulomatose, Iatrogen, Lues, Tumor)
Deformation der äußeren Nase (Höckernase, Sattelnase, Schiefnase)
Allergische Rhinitis
Akute + chronische Sinusitis (CAVE: Orbitale Komplikationen, CT)

Pharynx: Lymphatischer Rachenring (Waldeyer): Tonsilla Palatina, Pharyngealis, Lingualis, Seitenstränge, Einzelne Lymphfollikel in der Schleimhaut der Rachenhinterwand
Gutartige Raumforderungen: Polypen, Invertiertes Papillom (kann entarten)
Maligne: Plattenepithelkarzinom, Adenokarzinome, Adenoidzystische Karzinome, Esthesioneuroblastom

Tonsillenhyperplasie, Akute Tonsillitis
Peritonsillar Abszess => Kieferklemme!
Allergische Verlegung der Atemwege, Angioneurotisches Ödem

Akute Epiglottitis
Tumore

=> Folien, Symptome + Therapie ansehen? Wenn du Lust hast