Atmung Flashcards

1
Q

Luftzusammensetzung

A

ABB

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2
Q

Obere und untere Atemwege

Obere Atemwege

A
  • Nase
  • Nasennebenhöhlen
  • Mundhöhle
  • Rachen (Pharynx)
  • Kehlkopf (Larynx)
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3
Q

Obere und untere Atemwege

Untere Atemwege

A
  • Luftröhre (Trachea)
  • Bronchien
  • Bronchiolen
  • Lunge‐ Alveolen
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4
Q

Vegetative Ganglien

Sympathicus:

A
  • adrenerg
  • Erschlaffung der glatten Ringmuskulatur
  • Bronchodilatation
  • Adrenalin auch direkte Wirkung an der
  • Muskulatur
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5
Q

Vegetative Ganglien

Parasympathicus:

A
  • cholinerg
  • Verkrampfung der Muskulatur
  • Bronchokonstriktion
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6
Q

Atemwege

A

• dienen vor allem der Luftleitung
• bilden verzweigtes Röhrensystem mit 23
Teilungsgenerationen
• unter Einfluss des Sympathikus  Bronchodilatation
• unter Einfluss des Parasympathikus 
Bronchokonstriktion
• Reinigung der Inspirationsluft  Teilchen gelangen in
Bronchialschleim  Zilien befördern diesen rhythmisch
mundwärts
• Erwärmung und Befeuchtung: überwiegend obere Atemwege

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7
Q

Aufbau der Bronchien und der Lunge
Bronchien:
Schleimhaut mit

A

• ‐ schleimproduzierenden Becherzellen
• ‐ Flimmerzellen mit Zilien
• ‐ Bürstensaumzellen mit Mikrovilli
• ‐ Basalmembran
‐ seröse und muköse Drüsenzellen (Submukosa)
‐ glatte Muskulatur, ringförmig angeordnet
‐ Ganglien und Nervenendigungen des vegetativen Nervensystems
ABB

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8
Q

Aufbau der Bronchien und der Lunge

Lunge: Alveolarepithel:

A

• Oberfläche ca. 140 m² (Größe eines halben Tennisplatzes)
• Dicke Alveolarmembran 0,2 µm
• Anzahl Alveolen ca. 300 Mio.
ABB

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9
Q

Alveolen

A

• Gesamtoberfläche: 140 m²
• Gasraum getrennt vom Lungenkapillarblut
durch alveokapilläre Membran (Dicke 1μm
 geringes Hindernis für Diffusion)
• Flüssigkeitsfilm auf Innenwand der Alveolen
verkleinert deren Oberfläche
• Oberflächenspannung durch Surfactants
herabgesetzt  sorgen für die Stabilisierung
der kommunizierenden Alveolen

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10
Q

Thorax und Pleura

A

ABB

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11
Q

Aufgaben der oberen Atemwege

A
  • Erwärmung
  • Anfeuchtung
  • Reinigung der Einatemluft
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12
Q

Ziel der oberen Atemwege

A
Verhinderung des Eintretens von
Fremdpartikeln und Keimen zur
• mechanischen Infektabwehr und
Aspirationsvermeidung
• Gewährleistung von wasserdampfgesättigter
und körperwarmer Inspirationsluft im
Bronchialsystem zur Vermeidung von
Reizzuständen der Bronchialschleimhaut
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13
Q

Aufgaben der unteren Atemwege

A

• Transport der Atemgase
• Entfernung von aspirierten Fremdpartikeln
• Zilien schlagen ständig mundwärts, Frequenz
hängt von Anwesenheit von Fremdkörpern ab
• Lähmung der Zilien durch Nikotin

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14
Q

Aufgaben der Lunge

A
Gasaustausch
1 Torr = 1 mmHg
O2 ‐Diffusions‐
Kapazität:
20 ml/(min*mmHg)
Max. Arbeit:
100 ml/(min*mmHg)

ABB

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15
Q

Morphologische Grundlagen der Atemfunktion

Sauerstofftransport:

A

‐ konvektiver Transport zu den Lungenalveolen
durch die Ventilation
‐ Diffusion von den Alveolen in das
Lungenkapillarblut
‐ konvektiver Transport zu den Gewebekapillaren
durch den Blutkreislauf
‐ Diffusion von den Gewebekapillaren in die
umgebenden Zellen

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16
Q

Das Zwerchfell

A

• Wirkungsvollster
Inspirationsmuskel
• Wölbt sich kuppelförmig in den
Thoraxraum

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17
Q

Das Zwerchfell

Einatmung

A
‐ Muskelzüge des Zwerchfells
kontrahieren  Abflachung
‐ Muskelplatte entfernt sich von
innerer Thoraxwand
‐  Lunge kann sich entfalten
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18
Q

Atemmuskulatur

A

ABB

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19
Q

Ventilation

Volumeneinteilung:

A
  1. Atemzugvolumen
  2. Inspiratorisches Reservevolumen
  3. Exspiratorisches Reservevolumen
  4. Residualvolumen
  5. Vitalkapazität
  6. Inspirationskapazität
  7. Funktionelle Residualkapazität
  8. Totalkapazität
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20
Q

Totraum

A
„Als Toträume werden diejenigen Anteile der Lunge bezeichnet, in
denen kein Gasaustausch stattfindet“
A) Anatomischer Totraum
B) Totraumvolumen
C) Funktioneller Totraum
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21
Q

A. Anatomischer Totraum

A

= Volumen der leitenden Atemwege
‐ Nase, Mund
‐ Pharynx, Larynx, Trachea
‐ Bronchien, Bronchiolen
‐ Hängt von Körpergröße und Körperposition ab
‐ Totraumvolumen beim Erwachsenen ca. 150 ml (Faustformel: Größe
des Totraums in ml entspricht dem doppelten Körpergewicht in kg)

22
Q

B. Messung des Totraumvolumens

A

‐ Exspiratorisches Atemzugvolumen (VE) setzt sich aus 2
Volumenanteilen zusammen: Totraum (VD) und Alveolarraum (VEA)
‐ getrennte Erfassung der Teilvolumina über indirektes Meßverfahren
(Bohr‐Formel)
‐  Totraumanteil des Exspirationsvolumens beträgt 30%

23
Q

C. Funktioneller Totraum

funktioneller oder physiologischer Totraum:

A

• Anteile des Atmungstraktes in denen kein Gasaustausch stattfindet
• Unterscheidet sich vom anatomischen Totraum dadurch, dass zu den
zuleitenden Atemwegen auch noch die Alveolarräume gerechnet
werden
• bei Lungenfunktionsstörungen ist der funktionelle Totraum erheblich
größer als der anatomische  Ventilation und Durchblutung sehr
ungleichmäßig über die Lunge verteilt

24
Q

Atemzeitvolumen

A

„Das Atemzeitvolumen nimmt mit steigender Belastung zu; es setzt sich
aus alveolärer Ventilation und Totraumventilation zusammen“
VȩE = VE (Atemzugvolumen) * f (Atemfrequenz)
‐ f Ruhe: ca. 14 Atemzüge / min
‐ VE Ruhe: 0,5 l
 VȩE = 7 l/min in Ruhe beim Erwachsenen
 Extreme Belastung bis 120 l/min

25
Veränderungen der Atemgrößen bei | körperlicher Belastung
``` • Atemminutenvolumen (AMV) • Produkt aus Atemzugvolumen (VT) und Atemfrequenz (Af) • VT Af AMV • Ruhe 0,5 l * 16/min = 8 l/min • Max. Arbeit 2,5 l * 40/min = 100 l/min • Atemarbeit: • Ruhe: 1% des Gesamt-Energieumsatzes • Max. Arbeit: bis zu 25% des Gesamtumsatzes • Totraumvolumen bei Arbeit prozentual vermindert • erhöhte alveoläre Ventilation Grafik ```
26
Atmungsmechanik
„Analyse und Darstellung der Druck‐Volumen‐Beziehungen und der Druck‐Stromstärke‐Beziehungen, die sich während des Atemzyklus ergeben“ ‐ maßgeblich bestimmt durch Atmungswiderstände ‐ elastische Atmungswiderstände sind nur bei der Inspiration zu überwinden
27
Elastische Retraktion der Lunge
``` • Lungenoberfläche steht unter Zugspannung (elastische Parenchymelemente, Oberflächenspannung der Alveolen) • Druckdifferenz zwischen Interpleuralspalt und Außenraum  intrapleuraler Druck ABB ```
28
Ruhedehnungskurve
ABB
29
Compliance
``` „Compliance ergibt sich aus dem Verhältnis der Volumenänderung zur jeweils dehnungsbestimmenden Druckänderung“ • Druck ‐Volumen ‐Diagramm • Steilheit der RDK Maß für die Compliance von Lunge und Thorax • Compliance umso größer, je weniger Druck für eine Volumenbewegung überwunden werden muss ```
30
Visköse Atmungswiderstände Zusammensetzung:
„Visköse Atmungswiderstände sind sowohl bei der Inspiration als auch bei der Exspiration zu überwinden“ ‐ Strömungswiderstände in den leitenden Atemwegen ‐ den nichtelastischen Gewebewiderständen ‐ den Trägheitswiderständen, die so klein sind, dass sie vernachlässigt werden dürfen
31
Messung der Resistance
``` • erfordert fortlaufende Messung des intrapulmonalen Drucks  man wendet indirektes Messverfahren mit Hilfe des Bodyplethysmographen an • Registrierung der Resistancekurve (rot) • V Atemstromstärke • Ppul intrapulmonaler Druck ```
32
Atemwiderstand
• Strömung der Luft überwiegend laminar • lediglich an Verzweigungsstellen und Einengungen der Bronchien turbulent • Sehr langsame Atmung: nur elastische Widerstände wirksam  zunehmende Negativierung des intrapleuralen Drucks • Normale Atmung: zusätzlicher Einfluss visköser Widerstände  Negativierung Ppleu während Inspiration und Positiverung Ppleu während Exspiration • Aufzeichnung der geförderten Atemvolumina in Abhängigkeit der jeweiligen intrapleuralen Drücken  Atemschleife.
33
Störungen der Atemmechanik | restriktive Ventilationsstörungen:
‐ Ausdehnungsfähigkeit von Lunge und Thorax ist eingeschränkt
34
Störungen der Atemmechanik | obstruktive Ventilationsstörungen:
‐ leitende Atemwege sind eingeengt  erhöhte | Strömungswiderstände
35
Chemische Atmungsregulation
„Die chemische Atmungsregulation steht im Dienste der Homöostase und sichert die Anpassung der Ventilation an die zellulären Stoffwechselbedürfnisse des Organismus“ ABB
36
Atmungsregulation
• Anpassung der Ventilation wird über arterielle Chemorezeptoren und chemosensible Strukturen im Hirnstamm vermittelt • gesenkter arterieller pH  Ventilationssteigerung • erhöhter arterieller pH  Verminderung der Ventilation • durch „kollaterale“ Mitinnervation wird die Atmung koordiniert • Von mechano‐ und chemosensiblen Sensoren werden Anpassungsmechanismen und Schutzreflexe ausgelöst
37
Atmungsreflexe
ABB
38
Atemvolumina ‐ Lungenfunktionsgrößen | Parameter:
* VCIN inspiratorische Vitalkapazität * FVCex exspiratorische Vitalkapazität * FEV1 exspiratorisches 1‐sec‐Volumen * FEV1% relatives 1‐sec‐Volumen * MEF 25‐75 mittlere max. exspiratorische Flüsse * PEF Peak flow * (s)RAW (spez.) Atemwegswiderstand * TGV thorakales Gasvolumen * TLC totale Lungenkapazität * VD Totraumvolumen (anatomisch 150 ml)
39
Atemvolumina ‐ Lungenfunktionsgrößen
ABB
40
Fraktionen und Partialdrücke
„Die alveolären Atemgasfraktionen werden sowohl von der O2‐ Aufnahme bzw. CO2‐Abgabe als auch von der alveolären Ventilation bestimmt“ ‐ Alveoläre O2‐ bzw. CO2‐Fraktionen abhängig vom Verhältnis der O2‐ Aufnahme bzw. CO2‐Abgabe ‐ bei Berechnung der Fraktionen müssen die entsprechenden Messwerte für gleiche Volumenmessbedingungen angegeben werden
41
Alveoläre Atemgasfraktionen bei Ruheatmung | in Meereshöhe:
ABB
42
CO2‐Fraktion während Exspiration und Inspiration
ABB
43
Partialdrücke
``` Zweckmäßig zur Untersuchung des Gasaustausches in der Lunge ‐ Alveolarformeln erlauben Berechnung der alveolären Partialdruckwerte ‐ Ruheatmung im Flachland: ‐ PAO2 = 100 mm Hg (13,3 kPa) ‐ PACO2 = 40 mm Hg (5,3 kPa) ABB ```
44
Veränderte Ventilationszustände
* Normoventilation – CO2‐Partialdruck von 40 mm Hg * Hyperventilation – Steigerung alveoläre Ventilation (PACO2 < 40 mm Hg) * Hypoventilation – Minderung alveoläre Ventilation (PACO2 > 40 mm Hg) * Mehrventilation – Atmungssteigerung über Ruhewert * Eupnoe – normale Ruheatmung * Hyperpnoe – tiefere Atmung mit oder ohne Frequenzzunahme * Tachypnoe – Zunahme Atemfrequenz * Bradypnoe – Abnahme Atemfrequenz * Apnoe – Atmungsstillstand * Dyspnoe – erschwerte Atmung, Gefühl der Atemnot * Orthopnoe * Asphyxie
45
Pulmonaler Gasaustausch
``` „Der pulmonale Gasaustausch erfolgt durch Diffusion; in den Lungenkapillaren kommt es zu einem vollständigen Angleich der O2‐ und CO2‐Partialdrücke an die alveolären Werte“ ‐ Längster Diffusionsweg im Inneren der Erythrozyten zu überwinden ‐ Während der Kontaktzeit kommt es zum vollständigen Angleich der Partialdrücke im Blut an die Alveolarluft ```
46
Kapillärer O2‐Partialdruck
ABB
47
Sauerstoffbindungskurve
``` • Normkurve (rot) unter Ruhebedingungen • im Flachland • O2‐Sättigung: Anteil des oxygenierten Hb am Gesamt‐Hb ABB ``` * Linksverschiebung: bei gleichem pO2 mehr * O2 an Hämoglobin gebunden * Bessere Aufnahme in der Lunge * Rechtsverschiebung: bei gleichem pO2 weniger * O2 an Hämoglobin gebunden * Erleichterte Abgabe im Gewebe * Geringere Affinität des Hb zumO2
48
Lungenperfusion und Arterialisierung des Blutes
``` „In aufrechter Position sind die basalen Lungenpartien stärker durchblutet als die Lungenspitzen; Hypoxie führt zu einer Reduktion der Lungenperfusion“ ‐Lungengefäßsystem besitzt geringen Strömungswiderstand ‐körperliche Arbeit  Erhöhung Pulmonalarteriendruck, zusätzliche Widerstandsminderung  Gefäße werden passiv erweitert, Reservekapillaren geöffnet ```
49
Lungenperfusion und Arterialisierung des Blutes 2
``` • O2‐ und CO2‐ Partialdruckwerte primär durch alveoläre Diffusion, Lungenperfusion und Diffusionskapazität bestimmt • Distribution beeinflusst zusätzlich den Arterialisierungsgrad • Ventilations‐Perfusions‐ Verhältnis (und damit auch der alveoläre O2‐ Partialdruck) in den Lungenspitzen größer als in der Lungenbasis ```
50
Störungen des Gasaustausches
ABB