T8+9 Atmung Flashcards
Aufgaben Atmungssystem
- Gasaustausch
- Sauerstoffaufnahme
- Abatmung von Kohlendioxid
- Grenzfläche zur Umwelt
Anatomie
- Obere Atemwege
Nase, Nasennebenhöhlen und Rachenraum - Untere Atemwege
- Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien und Lunge
Obere Atemwege
Funktion: Atmen ermöglichen -> leiten Luft in die Lunge
ertes Verteidigungssystem
untere Atemwege: Trachea
- Ca. 11cm lang
- 16-20 c-förmige Knorpelspangen dazw. Elastisches Bindegewebe
- Bleibt offen auch bei Unterdruck
- Querelastizität beim Hustenstoss wichtig
- Schleimhaut und Flimmerepithel (Bild), schleimbildende Becherzellen
- Trachealdrüsen, Befeuchtung der Schleimhaut
- Flimmerschlag (befördert Staub nach oben)
Bronchien
- Ca. Höhe 5. Brustwirbel
- Aufteilung Hauptbronchien (Luftröhrenbifurkation)
- Carina keilartiges Knorpelstück
Rechter Bronchus
- in der Regel steiler und weicher
- 3 Äste für 3 Lappen
Linkes Bronchus
- muss dem Herz ausgewichen werden
- 2 Äste für 2 Lappen
* 5 Hauptäste, Lappenbronchien, Segmentbronchien Bronchialbaum
Bronchiolen
- kleine Verzweigungen (Innendurchmesser < 1mm)
- Keine Knorpel
- Glatte Muskelfasern, regulieren Zu- und Abstrom der Atemluft
Alveolen
(Lungenbläschen)
* Blut-Luft-Schranke
* Ca. 300 Mio. Alveolen
* Gesamtoberfläche 80-140m2
* Gasaustausch durch Diffusion
* Surfactant (Oberflächenfaktor, Phospholipoproteinkomplex)
Alveolen nicht kollabieren
Zusammen mit elastischen Fasern wie ein Netz
Lungendehnbarkeit -> Compliance
Lunge
- Luftweg für Gastransport
- Lungenhilum inkl. Lymphknoten
- Von Lymphgefässen überzogen
- Weisse Blutkörperchen und Alveolarmarkophagen wandern zu Lymphknoten
Phagozytose -> transportieren Fremdkörper und Gifte - Blutgefässe vom kleinen Kreislauf
Lungenlappen
- Rechts
3 Lappen (Ober-, Mittel- und Unterlappen)
10 Lungensegmente, von einem Segmentbronchus versorgt, eigene Blutversorgung - Links
2 Lappen (Ober- und Unterlappen)
9 Lungensegmente (7. Segment wird übersprungen
Pleura
- Lungenfell (Pleura visceralis) und Lungengewebe schmerzunempfindlich
- Rippenfell (Pleura parietalis), sensibel und schmerzempfindlich
- Pleuraspalt mit Unterdruck
- Oberfläche spiegelglatt für gute Gleitfunktion, Deckzellen produzieren Pleuraflüssigkeit (Gleitmittel
Atemmuskulatur: Einatmung
(1) Zwerchfell
(2) Mm. intercostales externi (nur bei forciertes Atmung)
(3) M. sternocleidomastoideus
(4) Mm. scaleni
(5) M. pectoralis minor
(6) M. serratus anterior
Atemmuskulatur: Ausatmung
- Normalerweise passiv
- Muskulatur: (1) Zwerchfell
(2) Mm. Intercostales interni
(3) Bauchmuskulatur
Insiration
(Einatmung)
* aktiv
* Zwerchfellkuppel senkt sich (wirkungsvollster Inspirationsmuskel)
* Mm. Intercostales externi bewegen Thorax nach vorne und zur Seite (Thoraxerweiterung)
* Bauchatmung, Brustatmung
* Atemhilfsmuskulatur v.a. bei Atemnot eingesetzt
* durch die Brustkorb- und Zwerchfellbewegung Unterdruck (relativ zum äußeren Luftdruck) Luft in den Alveolarraum gesogen
Expiration
Exspiration (Ausatmung)
* Passiv
* Erschlaffung Mm. Intercostales externi
* Verengung in Folge Eigenelastizität
* Kontrolliertes Nachlassen der Zwerchfellkontraktion
* Mm. Intercostales interni unterstützen Brustkorb wird abgesenkt
* Atemhilfsmuskulatur kann unterstützen, Husten /Niesen mit Hilfe von Bauchpresse
* Druck in Alveolen steigt über äusseren Druck
Atembewegung
- Atemfrequenz
Erw. ca. 15/min, Kinder ca. 25/min - Lunge selbst nicht beweglich, aber elastisch Bewegung des Brustkorbs und des Zwerchfells
Perkussion
Klopfschall)
- Beurteilung des Klangs
- Laut und übermässig hohler Klang -> (z.B. Emphysem) Lunge vermehrt mit Luft gefüllt
- Gedämpft -> Lunge mit Flüssigkeit gefüllt oder anderweitig verdichtet (Lungenentzündung oder Pneumothorax)
Auskulation
- Beurteilung der Atemgeräusche
- Z.B. zur Erkennung einer Lungenentzündung (entzündungsbedingte Verdichtung verstärkt Schalleitung) -> bronchiales Atemgeräusch
Lungenvolumina
- spirometrisch oder mit indirekten Verfahren bestimmt
- Je nach Körpergrösse und Körperbau, ca. 500ml Luft pro Atemzug − nur 2/3 gelangt in die Alveolen − Rest ca. 1/3 im anatomischen Totraum, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien, nicht am Gasaustausch beteiligt
- Gesunder Mann Atemzugvolumen ca. 500ml, AF 14-16, Atemzeitvolumen 7.5l / min (Atemzugvolumen x Atemfrequenz)
- Frau ca. 15-20% weniger
- Maximale Ausdehnungsgrösse der Lunge, von zahlreichen individuellen Grössen abhängig
- Alter (reduzierte Elastizität des Bindegewebes)
- Geschlecht
- Körpergrösse
- Körperposition
- Trainingszustand
Totraum
- Volumen der Atemwege und Alveolarräume, das zwar belüftet wird, aber kein Gasaustausch stattfindet
- Anatomischer Totraum: leitende Atemwege
- Funktioneller Totraum: Alveolarräume zugerechnet, die zwar belüftet, aber nicht durchblutet sind
Spirometrie
- Aufzeichnung des geförderten Atemvolumens in Abhängigkeit vom jeweiligen intrapleuralen Druck wird als Atemschleife bezeichnet
- Fluss-Volumen-Kurve
- Messung Vitalkapazität (VK)
- Messung vom FEV1 (ca. 75-85% von VK
Analyse Druck-Volumen-Beziehungen und Druck-Stromstärke-Beziehungen während Atmungszyklus, beeinflusst durch
- Elastische Atmungswiderstände
- Compliance
- Visköse (nicht-elastische) Atmungswiderstände
Elastische Atmungswiderstände
- Aufgrund der elastischen Retraktion hat die Lunge das Bestreben, ihr Volumen zu verkleinern
- bei Inspiration müssen elastische Atmungswiderstände überwunden werden, um Lunge und Thorax zu dehnen
Compliance
- Volumendehnbarkeit
- Verhältnis der Volumenänderung zur jeweils dehnungsbestimmenden Druckänderung
Visköse Atmungswiderstände
- Bei dynamischer Atmung
- Strömungswiderstände in den leitenden Atemwegen 90% − Hängt vom Querschnitt der Atemwege ab, der länge des Rohrs und der Viskosität des strömenden Mediums − Bei laminärer Strömung gilt das Hagen-Poiseuille-Gesetz
- Atemwegswiderstand (Resistance) = Verhältnis des intrapulmonalen Drucks zur Atemstromstärke
- Nicht-elastische Gewebswiderstände 10%
- Trägheitswiderstand (vernachlässigbar)
Wie gut das arterielle Blut mit Sauerstoff angereichert wird, hängt davon ab
- wie viel Frischluft in die Alveolen gelangt (Ventilation)
- wie viel Blut zur Verfügung steht, um den Sauerstoff aufzunehmen (Perfusion)
- ob O2 und CO2 ungehindert durch die Grenzschicht zwischen Alveolarluft und Blut hindurchtreten können (Diffusion)
Perfusion
vertikalen Perfusionsgradienten in der Lunge beim aufrechten Stehen
* Ppa = Druck A. pulmonalis,
* PA = Druck im Alveolarraum
* Ppv = Druck Pulmonalvenen
- Regional unterschiedlich
- Lageabhängig
- Lungengefässe bei Druckerhöhung passiv gedehnt Strömungswiderstand reduziert
- Ein kleiner Teil des zirkulierenden Blutes (2 %) nimmt nicht am Gasaustausch teil (venösarterielle Shuntperfusion).
Diffusionskapazität
- Mass für die Gasaustauschfähigkeit
- Volumen eines Gases, dass bei gegebener Partialdruckdifferenz / min von den Alveolen ins Blut diffundiert (oder umgekehrt)
- Zur Erfassung des Diffusionswiderstandes der Alveolen
Partialdruck
- Ausmass des Gasaustausches vom Partialdruck abhängig
- Luft auf Meereshöhe
- Sauerstoffpartialdruck (pO2) 21 % von 101 kPa (760 mmHg) = 21,2 kPa (159 mmHg)
- Ventilation, Diffusion, Gastransport und Perfusion müssen aufeinander abgestimmt sein sonst ist der Gasaustausch nicht effektiv
Euler-Liljestrand-Effekt
- Steigerung des Herzminutenvolumen Rekrutierung von Gefäßen, Hypoxie zur lokalen Vasokonstriktion (Euler-Liljestrand-Effekt)
- Euler-Liljestrand-Effekt
- Niedriger O2-Partialdruck lokale Vasokonstriktion in den Lungengefässen, lokale Durchblutung wird regionaler Ventilation angepasst
- Nur in der Lunge führt ein niedriger Sauerstoffpartialdruck zu einer Vasokonstriktion
Effekt von Höhe
- Niedriger O2-Partialdruck
- Hypoxische pulmonale Vasokonstriktion (inhomogen über das Gefässbett verteilt)
- Anstieg des pulmonalen Blutdrucks (also im gesamten Kreislauf) bis hin zu einem Lungenödem
Arterialisierung
- Änderung des pO2 und pCO2, sowie des pH-Wertes durch den pulmonalen Gasaustausch
- Beeinflusst durch alveoläre Ventilation, Lungenperfusion, Diffusionskapazität und die Distribution (Verteilung dieser Grössen)
- Lungenspitze hat grösseren alveolären pO2 und Ventilations-Perfusionsverhältnis als Lungenbasis
Ventilations-Perfusions-Verhältnis
- Das Ventilations-Perfusions-Verhältnis (VA/Q) der Gesamtlunge ist definiert als der Quotient aus alveolärer Lungenbelüftung (Ventilation)/Minute und pulmonalem Blutstrom (Perfusion)/Minute.
- Gravitationskraft bzw. der hydrostatische Druckgradient führt zu ungleichmässigem VA/Q
Atemgastransport
- Blut: Transportmittel für Gase
- Sauerstofftransport im Blut
- mittels Hämoglobin
- O2 diffundiert in die roten Blutkörperchen, an das Hämoglobin gebunden
- Anämie (Blutarmut) weniger Hämoglobin zur Verfügung − Müdigkeit, Leistungsschwäche, Kurzatmigkeit
Sauerstoffsättigung
- Normalerweise ca. 97% vom Hämoglobin mit O2 gesättigt
- Nicht invasive Messung: Pulsoxymetrie
- Invasive Messung: Blutgasanalyse
Hypoxämie
- Sauerstoffgehalt im Blut ↓
- Versorgung der Zellen nicht eingeschränkt
- Abnahme des O2-Partialdruckes im Blut
- Mittels arterieller Blutgasanalyse und Pulsoxymetrie messbar
Hypoxie
- Sauerstoffgehalt im Gewebe ↓
- Versorgung der Zellen eingeschränkt und dadurch die Funktion und die Leistung
- Nur indirekt über Organfunktion messbar
Haldane-Effket
- Desoxygeniertes Hämoglobin hat eine stärkere Pufferfähigkeit als oxygeniertes Hämoglobin
- Fähigkeit des Hämoglobins, bei der O2-Abgabe H+ und CO2 aufzunehmen
Sauerstoffangebot
Abhängig von:
- Hämoglobingehalt des Blutes
- Sättigungsgrad des Hämoglobins
- Herzminutenvolumen
Kohlendioxidtransport im Blut
Aufnahme ins Blut mittels:
- Bikarbonat im Erythrozyten
- Bikarbonat im Plasma
- Anlagerung an das Hämoglobin
- Physikalische Lösung im Plasma
Kohlendioxid
* Aufrechterhaltung des pH-Wertes
* Steuerung der Atmung
* Bei Lungen- und Kreislauferkrankungen häufig Hyperkapnie
* CO2- Partialdruck (PCO2) beträgt 40–60 mmHg (5–8 kPa) in den Körperzellen und 0,3 mmHg (0,04 kPa) in der Luft
Zyanose
- Blauverfärbung von Haut oder Schleimhaut aufgrund O2↓
Zentrale Zyanose
- Gesamtes zirkulierendes Blut untersättigt
- Bläulich Verfärbung unter der Zunge (und Lippen), wo haut dünn ist
- Lungenerkrankung mit verm. Sauerstoffaufnahme, zyanotische Herzfehler (arterielles und venöses Blut vermischt
Periphere Zyanose
- Finger-/Zehennägel, Zeigt sich wo Blutfluss langsam ist
- Erhöhte Sauerstoffausschöpfung im Gewebe
- Bei Kälte oder Herzinsuffizienz
periphere Chemorezeptoren
- schnelle und sensitive Detektion von Veränderungen des arteriellen pO2, pCO2 und pH
- in Glomera carotica und aortica durch die Typ-I-Glomuszellen
- Depolarisation und damit einhergehend Transmitterausschüttung der Typ-I- Glomuszellen beeinflusst
- Information wird über die N. glossopharyngeus und N. vagus an das zentrale respiratorische Netzwerk, in dem die rückgekoppelte Antwort eingeleitet wird
Zentrale Chemorezeptoren
liegen in der Medulla oblongata und reagieren auf Veränderungen des pCO2 im Liquorraum
* Kontrolle durch Blutgase, Atmung verstärkt durch
- CO2-Partialdruck↑
- pH-Wert↓
- O2-Partialdruck↓
* CO2-Narkose
* Vorsicht bei O2-Abgabe bei chron. Atemwegserkrankungen, Atmung v.a. durch O2-Partialdruck reguliert, da CO2 stets erhöht ist, wenn man zu viel O2 gibt, kann dies den Atemantrieb senken und es kann zum Atemstillstand (Apnoe) kommen
Einflussfaktoren auf Atmung
- Körperliche Belastung
- Schmerzreiz
- Temperatur (starke Kälte reduziert Atemanreiz)
- Psychische Faktoren − Psychogene Hyperventilation
- Atemzentrum in im Hirnstamm und Pons (verteiltes neuronales Netzwerk)
- Rhythmus durch früh-inspiratorische Neurone angestossen − Rhythmisch wechselnde Impulsaussendungen über Halsmark und periphere Nerven welche für eine Kontraktion der Atem(hilfs)muskulatur sorgen
- Supramedulläre Efferenzen steigern die Aktivität des Atemzentrums bei Temperaturerhöhung, Schmerz und körperlicher Arbeit
- Kardio-respiratorische Kopplung
- Respiratorische und kardiovaskuläre Netzwerke in der Medulla oblungata Nahe zusammen synaptische Verbindungen für Kreislauf- und Atemregulation
Hecheln
(Schnelle, oberflächliche Atmung)
- Herzinsuffizienz, Lungenödem, Fieber
- Pathologische Prozesse im Hirnstamm, psychische Erkrankungen
Kussmaul-Atmung
- Abnormal tiefe Atemzüge
- Störung Säure-Basen-Haushalt Übersäuerung des Blutes (Azidose )
- Verstärkte Ventilation und dadurch vermehrte CO2- Abatmung Säurebelastung vermindert (kompensiert)
Biot-Atmung
- Von langen Atempausen unterbrochene rasche Atemzüge, ataktisch
- Schwerwiegende ZNS-Störung/Hirnverletzung, z.B. erhöhter Hirndruck
Cheyne-Stokes Atmung
(Periodische Atmung)
- Phasen mit zu-/abnehmender Atemfrequenz und Atempausen
- In geringer Ausprägung während dem Schlaf
- Bei Höhenaufenthalt, Störung des zentralen Nervensystems, t.w. bei schwerer Herzinsuffizienz (chronischer Hypoxie), Schlaganfall
Schnappatmung
- Häufig kurz vor dem Tod … dann terminale Apnoe
