Physiologie 2

• Diffusion
• Transport

• Nase
• Pharynx (Rachen)

• Larynx (Kehlkopf)
• Leitungszone
  • Trachea (Luftröhre)
  • Bronchien, Bronchiolen
  • Alveolen Lungenbläschen

• Luftreinigung (Staubteilchen, Bakterien)
• Luft Erwärmung u. Anfeuchtung
• Geruchssinne
• Resonanzkörper (reden)
• Druckausgleich Mittelohr-Außenwelt

• Nasopharynx (Nasenrachen)
• Oropharynx (Mundrachen)
• Laryngopharynx (Schlundrachen)

• Röhrenformiges Knorpelgerüst auf der Luftröhre
• miteinander gelenkig  verbundenen Knorpeln
• Zungenbein
• Kehldeckel (Epiglottis)
• Mit Muskeln und Schleimhaut ausgekleidet

• Erwärmung
• Reinigung
• Anfeuchten der Luft
• Schutzfunktion
• Stimmbildung
• Tauchreflex bei Neugeborenen (bis 4. Mo.)

Schmutz und Schleimtransport Richtung Larynx

Erwärmung und Anfeuchtung der Luft

Verzweigung --> Oberflächenvergrößerung, aber noch keine Diffusion

• Leitungszone (kein Gasaustausch)
• Übergangszone (geringe O₂ Diffusion)
• Respirationszone (Gasaustausch Alveolen)

• Ungleiche Verteilung der Oberflächenspannung
• Alveolenkollaps beim Ausatmen aufgrund des höheren intrathorakalen Drucks
• Große Alveolen vorteilhaft bzgl. Oberflächenspannung, kleine Alveolen kollabieren

Surfactant (=surface actie agent)

• von Pneumozyten Typ 2 sekretiert
• Lipide lagern sich an Membran an
• dadurch geringere Oberflächenspannung

Folge:

• geringere Druckdifferenz --> weniger Atemarbeit
• keine Umverteilung des Gases in größere Alveolen
• kein Kollaps beim Ausatmen, da sich der intrathorakale Druck dem alveolarem Druck annähert 

• Brustbein
• Rippen
• Brustwirbelsäule

Ort:

• in Pleuralhöhle (Brusthöhle)

Begrenzung:

• Unten: Zwerchfell
• Mittig: Mediastinum (enthält Herz, Leitungsbahnen)
• Lungenfell überzieht Lunge
• Rippenfell überzieht Thorax, Mediastinum und Zwerchfell
• Lungenfell+Rippenfell=Brustfell
• Pleuralspalt zwischen Lungen- und Rippenfell, mit seröser Flüssigkeit gefüllt

• Zwerchfell (wichtigste, quergestreift)
• Zwischenrippenm. (Größenänderung Thorax, normal passiv)
  • äußere hebt
  • innere senkt (nur unter Anstrengung)
• Atemhilfsmuskulatur
  • von Schulter, Kopf, Hals zum Thorax
  • bei starker Atmung, oder -störung

• Halbierung des pO_{2 (160-->80)}
• Verstärkte Bildung von Erythrozyten und Erythropetin (EPO), Anstieg Hämoglobin Konz.

Inspiration

• Anspannung Zerchfell
• äußere Zwischenrippenmuskulatur (ZRM) hebt Rippen an

Expiration

• passiv, elastische Rückstellkräfte
• bei Belastung zusätzlich innere ZRM und Atemhilfsmuskulatur
•  

• Diffusion durch Partialdruckdifferenz
• Oberfläche F so groß wie möglich
• möglichst kleine Diffusionsstrecke

    \( M = \cfrac{D \times F \times C}{L}\)

• D: Diffusionskoeffizient des Gases x
• F: Oberfläche, über welche Diffusion stattfindet
• C: Konzentrationsunterschied des Gases zwischen Räumen
• L: Länge der Diffusionsstrecke

1. 0,3ml/100ml
2. 20ml/100ml

• in Erythrozyt Bindung O₂
• 6800 Da
• 4 Globin UE mit Häm
• bindet 4 O₂
• Desoxy- <-> Oxyhämoglobin
• größerer Partialdruck --> mehr Bindung

• positiv
• Konformationsänderung je O₂ --> leichtere Bindung
• tense <--> relaxed (Hb Form)

• Temperatur (niedriger bindet stärker) (warme Muskulatur)
• pH (höher bindet stärker) (saure Muskulatur)
• pO₂ (niedriger bindet stärker) 

• embryonales (bis 3 M) Hb
• fetales Hb (3M bis Geburt)
  • höhere Affinität nd Konzentration
  • gamma-Globulin statt beta-
• Myoglobin (Muskel)
  • Konz. unabhängig, nicht kooperativ

Gewebe → Blut → respiratorische Organe → Umwelt

• als Kohlensäure, Hydrogencarbonat o.ä. (durch Carboanhydrase verarbeitet)
• niedriger pH-Wert durch mehr freies H⁺ --> O₂ Abgabe, niedrigere Affinität

• \(pH=pK+log\cfrac{[HCO_3^-]}{[CO_2 ]}\)
• pH Blut ist 7,4

• Alkalose (pH > 7,45, zu wenig CO₂ im Blut) 
  • metabolisch: H⁺-Verlust durch Erbrechen, Nierenfehlfunktion
  • respiratorisch: Hyperventilation
• Azidose (pH < 7,35 zu viel CO₂ im Blut)
  • metabolisch: zu geringe Abatmung
  • respiratorisch: zu viele Stoffwechselprodukte (Diabetes, Nierenerkrankung)

• periphere Chemorezeptoren (Arterien, Glomera carotica, aortica) oder zentrale Chemorezeptoren (Hirnstamm)

Sauerstoffmangel bzw. Kohlendioxidüberschuss:

1. Veränderung des extrazellulären pH-Wertes oder des P CO₂
2. Veränderung des intrazellulären pH-Wertes der Typ I Zelle
3. Verringerung der LeiYähigkeit von K⁺ Kanal in Zellmembran der Typ I Zellen 
4. Membrandepolarisation
5. Öffnen spannungsabhängiger Ca²⁺ Kanäle
6. Ca²⁺ Einstrom
7. Ausschüttung von Dopamin
8. Aktionspotential in afferenten Fasern des Karotis-sinusnervs

Atemzentrum → Atemmuskeln → Arterielles Blut/Zerebrospinalflüssigkeit  → Chemorezeptoren → Atemzentrum

• Pneumothorax
• Hb Beschädigung
• Asthma
• Chronic obstructive pulmonary disease (COPD, Raucherlunge)

• Luft in Pleuralspalt ⇒ Behinderung der Ausdehnung eines oder beider Lungenflügel ⇒ eingeschränkte Atmung
• spontan, zufällig durch Platzen von Alveolen (bei Rauchern, Lungenerkrankung)
• traumatisch, Stich, Schussverletzung, Rippenbrüche, Quetschung Brustkorb
• offen ⇔Ventilpneumothorax

• Oxidationsmittel (Chlorate in Reinigungsmittel)
• Nitrite (nitratreiches Wasser)
• Medikamente (Paracetamol, andere Schmerzmittel)
• Kohlenmonoxid ⇒ Vergiftung, da höhere Affinität (300x)

Ursachen:

• Verkrampfung glatte Bronchialmuskulatur
• ödematöse Schwellung der Bronchialschleimhaut
• vermehrte Schleimsekretion
• Viskosezunahme des Schleims

Folgen:

• Erhöhung des Strömungswiderstandes
• Verlängerung der Expirationsphase (Atemhilfsmuskulatur benötigt)

• Infektion der Atemwege
• Medikamentenunverträglichkeit 
• Einwirkung gifitiger oder irritierender Stoffe
• körperliche Anstrenugung

Symptome:

• starker Husten mit Auswurf
• Atemnot bei Belastung

Ursachen:

• Rauchen (90%)
• Feinstaub, chemische Dämpfe (Umwelt, Beruf)
• Infektion
• Vererbung