E8 Atemfluss

Thema

Die Atemmechanik wird als pneumatisches System modelliert: Die Lunge verhält sich wie ein elastisches Kompartiment, und die Atemmuskulatur treibt sie durch die Erzeugung von Druckgradienten an.

Die erste Komponente sind die Lungen: Sie verhalten sich wie elastische Kompartimente, die sich ausdehnen, wenn der Druck in ihrem Inneren im Vergleich zum Atmosphärendruck sinkt, und sich aufgrund ihrer eigenen Elastizität zusammenziehen, wenn dieser Druckunterschied verschwindet.

Die zweite Komponente sind die Atemmuskeln: Zwerchfell und Zwischenrippenmuskeln erzeugen durch ihre Kontraktion den Druckgradienten, der den Luftstrom in die Lunge und aus ihr herausführt. Dabei wird der Brustkorb gedehnt oder gestaucht, um den Druckunterschied zu erzeugen, der diesen Luftstrom antreibt. Basierend auf diesem Druckgradienten beschreibt die Atemmechanik drei Größen: den Fluss, d. h. die Geschwindigkeit, mit der Luft in die Lunge ein- oder ausströmt; das Volumen, d. h. die tatsächlich mit jedem Atemzug ein- oder ausgeatmete Luftmenge; und die Atemarbeit, d. h. die Energie, die die Atemmuskulatur aufwenden muss, um den Atemwegswiderstand und die Elastizität der Lunge bei jedem Atemzug zu überwinden.

Atemfluss, Atemvolumen und Atemarbeit, die die Atemmechanik unter normalen Bedingungen beschreiben, bilden den Referenzpunkt, mit dem Veränderungen verglichen werden: Steigt der Atemwegswiderstand über diesen Referenzpunkt, sinkt der Atemfluss und es entsteht ein obstruktives Atemmuster. Sinkt die Lungenelastizität unter diesen Referenzpunkt, verringert sich das pro Atemzug bewegbare Volumen und es entsteht ein restriktives Atemmuster. Die Festlegung dieses Referenzpunkts ermöglicht es der Atemmechanik, ein obstruktives von einem restriktiven Atemmuster zu unterscheiden: Ohne das Verhalten von Atemfluss, Atemvolumen und Atemarbeit in einem normal funktionierenden pneumatischen System zu verstehen, wäre es unmöglich zu erkennen, welches der beiden Muster die Abweichung der Atemmechanik vom Normalzustand verursacht.

ID:542