Physiologie der Atmung Flashcards
Physiologische Stellung des respiratorischen Systems im Gesamtorganismus
Primäre Funktion der Atmung?
Die primäre Funktion des respiratorischen Systems ist der Transport von Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2) zwischen dem Kompartiment Blut und der Umgebung.
Nenne Atmungsstrategien verschiedener Spezies
Atmungsstrategien
1) Zirkulation des Außenmediums durch den Körper
2) Diffusion von Gasen durch Körperoberfläche u.
Transport mittels Kreislaufsystem
3) Diffusion durch spezialisierte respiratorische
Oberfläche, begleitet von Transport mittels
Kreislaufsystem
Änderung des Thoraxvolumens
Verschiedene Atmungsarten
- Volumenänderungen des intrathorakalen Raumes
- durch Zwerchfellbewegungen: Bauchatmung
- durch Rippenbewegungen: Brustatmung
Änderung des Thoraxvolumens, was hat es mit dem Pleuraspalt auf sich?
• Trennung der Pleurablätter durch flüssigkeitsgefüllten Pleuraspalt
→ Lunge folgt Thoraxbewegungen
→ Lunge gegen die Thoraxinnenwand verschieblich
• Flüssigkeitsfilm im Pleuraspalt:
• Epithelzellen sorgen für Gleichgewicht aus Flüssigkeitsresorption und –sekretion
• Gesamtgasdruck am Ende der Pleurakapillaren ist niedrig → Gasblasen resorbiert
Was ist ein Totraum? Nenne die verschiedenen Toträume der Atmung
Totraum: belüfteter Raum, aber kein Gastaustausch!
• Anatomischer Totraum:
• Maul/Nase bis Terminalbronchiolen
• Aufgabe: Reinigung, Befeuchtung und Erwärmung der Atemluft, so dass sie in Ruhe
wasserdampfgesättigt und mit Körperkerntemperatur in den Alveolen ankommt
• Alveolärer Totraum:
• Anteile der Alveolen, die aufgrund pathologischer Veränderungen nicht mehr am
Gastaustausch teilnehmen
• Ursachen: z.B. mangelnde Durchblutung
=
• Funktioneller Totraum:
• gleich groß oder größer als anatomischer Totraum
• vergrößert z.B. durch Alveolarbereiche, die belüftet, aber nicht durchblutet sind
Definiere die Begriffe: Ventilation, Lungenvolumina, Lungenkapazitäten & Atemzeitvolumen
Ventilation
• Belüftung des Respirationstraktes während der Atmung, Gas, das
pro Zeit in die Lunge hinein oder aus ihr herausströmt
• Totraumventilation
• Alveolarventilation
• benötigt Muskelenergie
Lungenvolumina sind Teilvolumina des maximal in der Lunge
enthaltenen Gesamtvolumens (einzeln messbare Größen)
• Inspiratorisches Reservevolumen
• Atemzugvolumen
• Exspiratorisches Reservevolumen
• Residualvolumen
Lungenkapazitäten sind Kombinationen aus zwei oder mehreren dieser Lungenvolumina zusammen (zusammengesetzte Werte)
Atemzeitvolumen = Atemzugvolumen x Atmungsfrequenz
Ventilation und Lungenvolumina
Lungenvolumina und Kapazitäten
-> Funktionelle Residualkapazität (FRC) = Luftvolumen, das nach normaler Ausatmung in der Lunge verbleibt, ~ 45 ml/kg KM
-> Atemzugvolumen bei Ruheatmung (Vt ): 10 - 15 ml/kg KM für Säuger
Leistungsreserven, z.B. bei körperlicher Arbeit:
Inspiratorisches Reservevolumen, exspiratorisches Reservevolumen
Vitalkapazität
Wie berechnet man das Atemzugvolumen (Vt) ?
Vt = VD + VA
Vt : tidal volume = Atemzugvolumen
VD: dead space volume = Totraumvolumen, VA: alveoläres Volumen
Vt 10-15 ml/kg KM für Säuger
Wovon ist die Atmungsfrequenz abhängig?
- Ruheatmungsfrequenz ist abhängig vom Lebensalter und Körpergewicht
- steigt bei Erkrankungen
Wie berechnet man das Atemzeitvolumen, gib Beispiele an
• Gesamtventilation = Atemzeitvolumen (Atemminutenvolumen) [l/min] • Vmin = Vt x fR • Vmin [oder VE] = Atemzeitvolumen, wenn Zeitspanne eine Minute → Atemminutenvolumen • Vt = Atemzugvolumen • fR = Atmungsfrequenz • Beispiele Vmin : o Pferd in Ruhe: 72 Liter/min o Rind (500 kg): 80 Liter/min
Erkläre die Atmungsmechanik anhand einer Zeichnung
Übersicht Widerstände im respiratorischen System
Bei Inspiration und Exspiration müssen Widerstände überwunden werden:
Zeichnung siehe PDF/ Hefter
Atmungsmechanik, wie werden die Widerstände bei Inspiration& Exspiration überwunden?
Bei Inspiration und Exspiration müssen Widerstände überwunden werden
• , je ca. 50 % durch:
1. elastische Strukturen von Lunge und Thorax (elastische Fasern)
2. Oberflächenspannung der Alveolen
• Visköse Atmungswiderstände (nur während Ventilationsvorgang)
1. Strömungswiderstände der Atemwege (Resistance)
2. Gewebswiderstand (nur 10 %)
Elastische Atmungswiderstände, wie verkleinert sich die Lunge?
Lunge hat das Bestreben, sich zu verkleinern
Retraktionskraft durch:
• elastische Fasern
• Oberflächenspannung der Alveolen
Thorax setzt in Atemruhelage (d.h. nach normaler Exspiration) einen Widerstand entgegen (Ruhestellung des ventilatorischen Systems)
Wie berechnet man die Compliance der Atmung?
Was beschreibt die Ruhedehnungskurve des Atmungsapparates ?
Die Ruhedehnungskurve des Atmungsapparates beschreibt die Beziehung zwischen Volumen und transpulmonalem Druck (= Druckdifferenz zwischen
Gasraum der Lunge und Umgebung der Lunge)
• Steilheit ist Maß für die Volumendehnbarkeit =
Compliance
• CTh +L = ΔVpul/ Δ Ppul
ΔPpul = intrapulmonaler Druck FRC = funtionelle Residualkapazität RV = Residualvolumen VC = Vitalkapazität
Oberflächenspannung der Alveolen
Wie wird Kraft erzeugt? Was ist der Surfactant, was für Auswirkungen kann dieser haben?
• Oberflächenspannung an der Wasser-Gas-Phasengrenze (Phasengrenze zwischen Gasraum und Flüssigkeitsfilm auf Oberfläche des Alveolarepithels)
→ erzeugt Kraft, die auf Verkleinerung Alveolen hinwirkt
• Daher wird alveoläre Oberflächenspannung durch oberflächenaktive Substanzen
(Surfactant) auf 1/10 des Wertes vermindert
• Surfactant
• besteht aus ca. 90 % Phospholipiden und 10 % Proteinen
• wird von Typ II Alveolarepithelien synthetisiert
• wirkt als Detergens
• Produktion nimmt während Ontogenese zu, volle Produktionsleistung erst beim reifen Neugeborenen erreicht
• Mangel
• kann beim Frühgeborenen bestehen
• führt zu Atelektasen und mangelhafter Oxygenierung des Blutes
Was ist Compliance?
Compliance
- beschreibt die Volumendehnbarkeit der Lunge, des Thorax oder beiden zusammen
- ist ein reziprokes Maß für die Gesamtheit elastischer Widerstände (elastische Komponenten + Oberflächenspannung)