Fiszki: Atemmechanik & Regulation | Quizlet

Bei unserer Atmung kommt es zu drei Austauschformen, welche ?

Austausch 1: Konvektion = gerichtete Strömung

Austausch 2 & 3: Diffusion

Bis wohin verbreitet sich die Luft per Konvektion ( Austausch 1) & ab wann geschieht alles über die Diffusion ?

Bis in die pulmonale Ventilation mit Konvektion.

Ab den Alveolen -> Diffusion

Wo findet der Luftaustausch/ Gasaustausch statt ?

In den Alveolen (kleinste Einheit in Lunge)

Im gesamten Lufttransportkreislauf, wo ist der Sauerstoffpartialdruck am geringsten ? Wo ist er am höchsten ?

Am höchsten = im Lungengewebe (in Alveolen) & im arteriellen Blut

Am geringsten = in den Mitochondrien

Warum ist der Sauerstoffpartialdruck in den Mitochondrien am tiefsten ?

Fällt durch verbrauch der Zellatmung (oxidative Phosphorylierung) auf einen sehr niedrigen Wert

Warum ist der Sauerstoffpartialdruck in den Alveolen am höchsten ?

Weil in den Alveolen der direkte Gasaustausch stattfinden muss

Wird der benötigte Sauerstoff von der Luft von den Mitochondrien über Diffusion oder Konvektion aufgenommen ?

Über Konvektion, Sauerstoff muss gerichtet zu den Mitochondrien gelangen

Die Atmung wird vom Gehirn aus gesteuert, welche Sensoren verbinden das Gehirn mit dem pulmunalen Kreislauf ?

O2-Sensor

CO2-Sensor

pH-Sensor

-> Sind Neuronensensoren, die ans Atmungszentrum gehen

Wie wird die Atmung vom Atmungszentrum weitergeleitet ?

Mit der Hilfe von Muskeln & motorischen Fasern

Was sind entscheidende Faktoren des Gasaustausches ?

Ventilation, Perfusion und Diffusion sind entscheidend für effizienten Gasaustausch

Was bewirkt die Ventilation im System des effizienten Gasaustausches ?

Berechnung ?

Gewährleistet gute Frischluftzufuhr

Berechnung: VE = exp. Atemzugvolumen x Atemfrequenz

(Normalwert in Ruhe: 7-8 l/min)

Was bewirkt die Perfusion im System des effizienten Gasaustausches ?

Berechnung ?

Gewährleistet eine gute Durchblutung

Berechnung: HZV = Herzfrequenz x Schlagvolumen

(Normalwert (in Alveole) : 5 l/min)

Wie ist die Diffusion im System des effizienten Gasaustausches am effizientesten ? Berechnung ?

Durch eine grosse Oberfläche & eine geringe Grenzschicht

Berechnung: M = (P1 -P2) x (F/d) x D(k)

(M= Diffusionsdruck, P=Druck, F= Fläche, d= Dicke, D=Konstante)

Eine gute Arterialisierung braucht...

-gute Frischluftzufuhr (Ventilation)

-gute Durchblutung (Perfusion)

-grosse Oberfläche & geringe Grenzschicht (Diffusion)

Welche beiden Faktoren können die Effizienz von der Diffusion beeinflussen ?

-Mehr Sauerstoff vorhanden = mehr Diffusion

-Je dünner die Grenzschicht zwischen Alveole & EC, desto mehr Gasaustausch kann passieren

Was passiert zusätzlich zu dem Gasaustausch zwischen Alveolen & EC ?

Es kommt zur kompletten Anpassung des Sauerstoffgradienten !

Der Atmungstrack wird in zwei Teile gegliedert. welche ?

oberer & unterer Respirationstrakt

Wie kommt es, dass der Thorax eine gewisse Beweglichkeit hat & so der Luge beim sich Füllen mit Luft ausweichen kann ?

Im Thorax erlauben die Rippen mit ihren Knorpeln die nötigen elastischen Bewegungen beim Atmen

Wie ist die Luftröhre aufgebaut ?

Luftröhre verzweigt sich in Bronchien, durch Knorpel stabilisierte Röhren

Wo befindet sich die Lunge ?

Jede Lunge befindet sich in einer Pleurahöhle welche Pleuraflüssigkeit enthält (diese erzeugt einen leichten Unterdruck)

-> Sie ist frei bewegbar

Wovon werden die Bronchien überdeckt ?

Ein Flimmerepithel

Wozu dient das Flimmerepithel über den Bronchien ?

-Es transportiert Mukus und Partikel oralwärts

-> Staub und Bakterien können bereits im Schleim der Nase abgefangen werden

-> In den Atemwegen produzieren Becherzellen eine Schleimschicht

-> Wässrige Salzlösung wird darunter sezerniert

-> Cilien schlagen in eine und alle in die gleiche Richtung

-Schleim wird mundwärts verschoben und verschluckt

=> mukoziliäre Clearance

Was passiert wenn die Schleimschicht oberhalb der Flimmerhärchen nicht abgeführt wird ?

Es kommt zu schweren Atembeschwerden

-> CFTR cystic fibrosis tm conductance regulator als Cl- transporter = Mukoviszidose

Wie wird der Schleim oberhalb des Flimmerepithels abtransportiert ?

Die Zilien bewegen sich immer in die gleiche Richtung -> Aufwärts

Der Schleim wandert dadurch langsam nach oben & wird dann heruntergeschluckt (wichtig weil Schleim sammelt Bakterien & Dreck, welches im Magen dann verdaut & zerstört wird)

Was befindet sich zwischen der Schleimhaut & den Flimmerhärchen/ Zilien ?

Eine Schicht Salzlösung, welche die Zilien vom verkleben schützt

Wie wird der Abtransport des Schleim oberhalb des Flimmerepithels genannt ?

mukoziliäre Clearance

Bis zu welcher Generation steigt der Strömungswiderstand & wie wird die Luft danach transportiert ?

Bis zur 7. Generation = grösster Wiederstand

Danach Lufttransport über Diffusion

Wovon wird die Weite der Bronchien kontrolliert ?

Werden vom vegetativen Nervensystem kontrolliert

Wohin verzweigen sich die Bronchien ?

In die Alveolensäckchen

Was sind Bronchien ?

Kollapsfähige Atemwege mit Wänden glatter Muskulatur -> glatte Muskulatur ermöglicht wechsel von grösserem oder kleinerem Bronchiendurchmesser

Wovon werden die Alveolen umgeben ? Wieso ?

Elastische Fasern und ein Kapillarnetzwerk

-> Elastischen Fasern sind für den Dehnungswiderstand verantwortlich

Grund: Möglichst grosse Fläche für den Gasaustausch

Alveolen: worüber findet der Gasaustausch statt ?

Gasaustausch findet über Typ-I-Pneumocyten statt

Was sind Typ-I-Pneumocyten ?

Sind ganz flache Zellen

-> Der Abstand zwischen Blutplasma & alveolärem Luftraum soll möglichst klein sein - für effizienten Gasaustausch

Was macht der Surfactant-Faktor & wovon wird er synthetisiert ?

Surfactant-Faktor = Phosphorlipid-Komplex

Limitiert bzw. verringert die Oberflächenspannung um 80-90%

Typ-II-Pneumocyten synthetisieren den Surfactant-Faktor

Funktionsweise der Surfactants:

Alveoli ohne Surfactants:

Grosse Oberflächenspannung = viel Kraft

Wassermoleküle interagieren miteinander & führen zu hoher Spannung an Oberfläche der Zelle

-> Gesetz von LaPlace: Druck innerhalb von kleinen Alveolen ist grösser als innerhalb von grösseren Alveolen

-> Konsequenz: Eingeatmete Luft würde nur in die Alveolen mit kleinerem Druck gehen & dies würde zur Kollabierung der kleinen Alveolen mit grösserem Innendruck führen = Kollabierung der Lunge

Alveoli mit Surfactants:

Wassermoleküle können nicht mehr so gut interagieren. In den kleinen Alveoli ist die Konz. der Surfactants grösser & der Druck wird tief gehalten. Der Druck wird in jedem Alveoli gleich hoch gehalten. Dh wenn eingeatmete Luft eindringt verteilt sie sich gleichmässig über alle Alveolen.

Welche Muskelgruppen unterstützen die Atmung ?

Inspirationsmuskeln:

-Sternocleidomastoidmuskeln

-äussere Zwischenrippenmuskeln

-Zwerchfell

Expirationsmuskeln: (werden in Ruhe fast nicht gebraucht)

-innere Zwischenrippenmuskeln

-Bauchmuskeln

Welche Wiederstände innerhalb des Atmungssystems müssen zur Atmung überwunden werden ?

Dehnungs- (Compliance) und Strömungs- (Resistance) widerstände müssen überwunden werden

(Strömungswiderstand wird durch Fasern gebildet - Es kommt zu Reibung bei der Einatmung durch den Luftstrom)

Wie stark agiert die Atemmuskulatur bei ruhiger Atmung ?

-Bei ruhiger Atmung wird die Atemmuskulatur fast nur zur Einatmung benutzt

-> Danach gehen Thorax und Lunge passiv in Atemruhelage zurück

Beschreibe die Bewegung des Zwerchfells während der Ruhe, der Inspiration & der Exspiration

Ruhe: Zwerchfell entspannt

Inspiration: Kontraktion des Zwerchfells - Lunge wird auseinander & runter gezogen = Brustraumvolumen steigt

Exspiration: Entspannung des Zwerchfells = Brustraum Volumen sinkt

Wieviel Anteil an der Atmung nimmt die Zwerchfellatmung (Bauchatmung) während der Ruheatmung ?

ca. 2/3 der Arbeit

Was ist die Rippenatmung & was bewirkt sie ?

Rippenatmung = Bewegung bei starker Atmung

-> Rippen sind untereinander mit Zwischenrippenmuskeln verbunden

-> Rippenatmung (=Brustatmung) ergänzt bei der aktiven Arbeit progressiv mehr

Sie verbreitert den Brustkorb - Blasebalgprinzip

-> Betrachtung des Bildes: Wie verhält sich der Brustkorb während der Atmung ?

Wodurch wird das Volumen, welches durch eine Kontraktion des Thorax entsteht gefüllt ?

Kontraktion bewirkt: Rippen bewegen sich nach vorne & werden nach oben gezogen

-> Das dadurch entstehende Volumen wird durch den gebildeten Unterdruck mit Luft gefüllt => Rippen/ Brustatmung

Wie sind die einzelnen Rippen miteinander verbunden ?

Sind mit Zwischenrippenmuskeln verbunden

Wie wird ein Lungenkollaps verhindert ?

Der negative Druck im Intrapleuralspalt hält die Lunge entfaltet

-> Der elastische Zug (rote Pfeile in Abbildung) erlaubt Bewegungen der Lunge ggü dem Thorax

Was ist ein Pneumothorax ?

Lebensbedrohliche Erkrankung bei der die Luft, durch ein Loch in Pleuraspalt eindringt & sich zwischen Lunge & Brustkorb ansammelt -> dringt in Pleurahöhle ein

-> Führt zu Lungenkollaps

Was ist bei einem Pneumothorax "kaputt" ?

Die Pleurahöhle ist geöffnet (sollte sie nicht sein), dh Luft dringt in Pleurahöhle ein was zu einem Lungenkollaps führt.

(Behandlung: Luft muss abgesogen & Öffnung geschlossen werden)

Was wird von Ruhedehnungskurven beschrieben ?

Beschreiben passives Dehnungsverhalten von Lunge / Thorax

-Lungenvolumen in Abhängigkeit vom dehnenden Druck

-Zeigt die elastischen Kräfte bei verschiedenen Lungenvolumina

-Gilt bei entspannter Atmungsmuskulatur

Betrachte die Abbildung der Graphik, welche Aussagen können über das Verhalten der Kurven festgelegt werden ?

Lungenbilder links:

-Bild 1: Lunge komplett gefüllt

-Bild 2: Nur Dehnung des Thorax ohne Muskelaktivität

-Bild 4: Lunge ist wenig gefüllt (ca 2l)

-> Kurve B., R. & G. sind in Ruhestellung des Thorax alle im Lungenvolumen übereinstimmend - jedoch bei verschiedenem Druck.

-> Die rote Kurve zeigt an, dass eine starke Tendenz besteht die Lunge kleiner zu machen = es muss bei schwerem Atmen gegen die Dehnung angekämpft werden.

-> Es herrscht ein Gleichgewicht am Ende der normalen Ausatmung

-> Bei 55% der Vitalkapazität erreicht der Thorax die Ruhestellung. Über diesem Wert kehrt die Zugrichtung des Thorax um

Was ist Compliance ?

Volumendehnbarkeit wird auch als Compliance bezeichnet

Welche Zyklusphasen der neuronalen Kontrolle beinhaltet der Atemrhythmus ?

- Inspiration

- Post-inspiration

- Exspiration

Was geschieht mit dem Lungenvolumen wenn wir einatmen ?

Inspiration:

-Das Zwerchfell wird aktiviert (I-Rampe)

-Das Lungenvolumen (obere grüne Kurve) nimmt stetig zu & die Luft wird in die Lunge gesogen

Post-Inspirationsphase:

-Technisch fangen wir schon auszuatmen, feuern aber noch Inspirationsnerven weiter = die Kurve geht nicht direkt auf 0 sondern sinkt kontrolliert ab

-Das Zwerchfell entspannt sich nicht schlagartig sondern gebremst = sorgt dafür, dass die Luft gleichmässig ausströmt (es werden zusätzliche Muskeln genutzt)

Expiration:

Bei Ruheatmung ist Ausatmen ein passiver Vorgang = die Lunge zieht sich durch Eigenelastizität zusammen

-> Das Lungenvolumen sinkt weiter ab, bis der Zyklus von vorne beginnt

Die 3 Atemzyklusphasen werden über mehrere motorische Nerven kontrolliert, wie ?

-Der N. phrenicus zeigt anwachsende Aktivität während Zwerchfellkontraktion

-Kontrolliertes Nachlassen und erhöhter Strömungswiderstand im Kehlkopf (N. laryng. rec.) verlangsamen Ausatmung

-Speziell bei forcierter Atmung werden zusätzliche Muskeln aktiviert (Abdominal /Interkostal-/Hilfsmuskeln - Nn. interc. int. -> inaktiv bei Inspiration)

Wo sitzt das Atemzentrum ?

Im Hirnstamm = Pons

Wo wird ein stabiler Atem-Rhythmus generiert ?

Im Prä-Bötzinger Komplex generiert im Pons (Hirnstamm)

-> Die Herznetzwerkzentren liegen in unmittelbarer Nachbarschaft

Die Herznetzwerkzentren liegen in unmittelbarer Nachbarschaft des Atemzentrums (Pons), was hat da für Auswirkungen ?

Es kommt zu einer kardio-respiratorische Kopplung

-> Herzschlag & Atmung wird gleichzeitig erhöht/ gesenkt - bei Einatmung schlägt das Herz leicht schneller als bei Ausatmung

Welche Faktoren können Einfluss auf die Atmung nehmen ?

Psychische & motorische:

-Arbeit & Willkür

-Emotion & Temperatur

geben Impulse an Rhythmusgenerator in Pons & Atemmuskeln

Die Bewegung in diesen wird durch Mechanorezeptoren in Lunge & Thorax, Chemorezeptoren & Mechanorezeptoren im Bewegungsapparat wahrgenommen

Wofür ist es wichtig, dass die Mechanorezeptoren im Bewegungsapparat die Bewegung der Atemmuskeln wahrnehmen ?

Um bei erhöhter Aktivität mehr Atmung zu betreiben

Wie kann die Lungenvolumina gemessen werden ?

Früher: über Glockenspirometer

Heute: Atemstromstärke wird gemessen, Volumina werden berechnet

Welche 4 Lungenvolumina werden unterschieden ?

RV = Residualvolumen = Luft die immer in der Lunge bleibt - verhindert, dass Lungenbläschen kollabieren

ERV = exspiratorisches Reservevolumen = Menge, die nach einer normalen Einatmung noch zusätzlich ausgepresst werden kann

V(t) = Atemzugvolumen = Luftmenge, die bei normaler Ruhe-Atmung ganz entspannt ein-& ausgeatmet wird

IRV: inspiratorisches Reservevolumen = Menge, die nach einer normalen Einatmung noch zusätzlich maximal eingeatmet werden kann

Welches ist die maximal Vitalkapazität der Lungenvolumina ?

ca. 4-5 L

-> nimmt mit dem Alter ab

Betrachte das Bild aufmerksam & untersuche die rote Kurve !

Spirogramm = Zeit wie viel Luft sich in versch. Atemmanövern in der Lunge befindet

= Lungenkapazitäten setzten sich immer aus mehreren Einzelvolumina zusammen

I) Die 4 Einzelvolumina sind die Bausteine & überlappen sich nicht (AZV, IRV, ERV, RV)

II) Lungenkapazitäten sind Summen aus zwei oder mehreren Volumina:

-Inspirationskapazität: Alles, was ab normaler Ausatmung eingeatmet werden kann (AZV+IRV)

-Vitalkapazität: Maximal zu erreichendes Luftvolumen bei maximaler Einatmung (IRV + AZV + ERV)

-Funktionelle Residualkapazität (FRK): Luft, die nach normaler Ausatmung in Lunge bleibt (ERV + RV)

-Totale Lungenkapazität: Volumen, dass überhaupt in die Lunge passt (VC (vital capacity) + RV)

Fazit:

-Man nutzt im Alltag nur ein kleines bisschen

-Man hat Reserven nach oben & nach unten

-Ein kleiner Rest bleibt immer = Residualvolumen

Wie kann das Residualvolumen bestimmt werden ?

Residualvolumen = Luftmenge, die trotz maximaler willkürlicher Ausatmung in der Lunge und den Luftwegen verbleibt

-> Bestimmbar mit mit Helium-einwaschmethode bestimmt werden (weil es ist Restvolumen, welches man nicht einfach ausatmen kann)

Wie verändert sich Druck- (Alveolardruck & Intrapleuraldruck) und Volumen bei der Ruheatmung:

Alveolardruck:

Inspiration (A1->A2): Zwerchfell zieht sich zusammen, Brustraum wird grösser -> Lunge geht in Unterdruck

= Luft wird von Aussen eingesogen

Exspiration (A3->A4): Die Lunge zieht sich elastisch zusammen - Druck in Alveolen wird positiv (+1 mmHg) -> Luft wird nach aussen gedrückt

Übergänge (A1,A3,A5): Umkehrpunkte = Druck ist 0 = es fliesst keine Luft

Intrapleuraldruck: Ist immer negativ (Vakuum, dass die Lunge offen hält)

Inspiration (B1->B2): Wenn sich der Brustkorb weitet, wird der Sog noch stärker - der Druck sinkt von -3 auf -6 mmHg = Lunge wird aufgesogen !

Exspiration (B2->B3): Brustkorb verengt sich, Sog lässt nach bleibt aber negativ

-> Luft fliesst immer von Hohem Druck zu niedrigem Druck: ohne Unterdruck in Inspiration gäbe es keinen Luftstrom nach innen

-> Thoraxvolumen ändert schneller als Luft fliesst, deshalb entsteht Unterdruck

Wodurch wird der Strömungswiderstand hauptsächlich beeinflusst ?

Vom Durchmesser der Gefässe (Analogie mit Blutkreislauf)

-> Tabelle anschauen & verinnerlichen

Wie wird der grösste Teil der nicht elastischen (viskösen) Widerstände in den Atemwegen noch genannt ?

Resistance

Wie kann der Strömungswiderstand gemessen werden ? Wie funktioniert das ?

In einem Plethysmograph

-> Person sitzt in einem luftdichten Raum

Beim Mundstück und in der Kammer werden Volumen und Druckveränderungen aufgezeichnet

Intrapulmonaler Druck und Volumen können indirekt über Kammerdruck und Volumenveränderungen bestimmt werden

=> Man kennt das Volumen des Kastens & schätzt das Volumen des Menschen. Man misst wieviel Luft geatmet wird & bei welchem Druck: P x V (Druck x Volumen bleibt konstant)

Was passiert bei obstruktiven Störungen der Atmung ?

Die Resistance nimmt zu

-> Zbsp bei einer Schleimansammlung

=> eine Abflachung der Kurve zeigt eine Zunahme der Resistance -> Bild

Die Resistance nimmt bei einer obstruktiven Störung zu. Was passiert noch ?

Die Sekundenkapazität nimmt ab. -> FEV1-Wert

-> Bild mit Kurve betrachten

Was sagt der FEV1-Wert aus ?

forciertes expiratorisches Volumen in 1s (= Sekundenkapazität)

Was ist eine Konsequenz von restriktiven Strömungen ?

Eine verminderte Lungendehnungsfähigkeit

Nach voller Inspiration kann normalerweise so schnell wie möglich 70-80% des Volumens in 1s ausgeatmet werden - das wird durch restriktive Störungen gehemmt

Welche Ventilation ist die grössere, pulmonal oder alveolär ?

Die pulmonale Ventilation ist grösser.

-> Betrachte den Zyklus auf dem Bild - auswendig !

Von 7L Gesamtvolumen werden nur 2/3 für den Gasaustausch genutzt, wieso ?

Die Luft im Totraum, ist ein mit Luft gefüllter Raum, bei dem kein Gasaustausch stattfindet

Was passiert mit der Inspirationsluft beim Einatmen ?

Sie wird beim Einatmen gefiltert, erwärmt und angefeuchtet

Was für einen Druck haben die Partialdrücke von atmosphärischen Gasen ?

760mmHg

= entspricht dem Druck auf Meereshöhe

Wie wissen Gase wohin & ob die diffundieren müssen ?

Gase diffundieren immer entlang ihrem Partialdruckgradienten: von hohem zu niedrigem Druck

Gasaustausch in Lunge:

pO2 von Aussenluft = 100mmHg

pO2 in Alveolen = 40mmHg

Zusätzlich: pCO2 aus Blut 46mmHg geht in Alveolen pCO2 40mmHg

Gasaustausch in Gewebe:

pO2 Ankommendes Blut = 100mmHg

Zellen verbrauchen Sauerstoff: pO2 < 40mmHg

-> Diffusion O2 verlässt Blut & geht in Zellen & CO2 (Abfallprodukt der Zellen) geht in Blut

-> Ergebnis: venöses Blut = pO2 = 40mmHg, pCO2 = 46mmHg

Wie verändert die Alveole Ventilation die Gaspartialdrücke ?

Bei Mehratmung (Hyperventilation) steigt der O2-Druck an und der CO2-Druck fällt drastisch ab

(-> CO2 regelt den pH im Blut, da dieser abfällt wird da Blut basisch =kribbeln & Schwindelgefühl )

-> Plateau: Maximalaufnahme von Sauerstoff

Bei normaler Ruheatmung verändern sich die Partialdrücke jedoch kaum

Bei flacher Atmung (Hypoventilation) fällt der pO2, während pCO2 ansteigt

Folge= der Körper bekommt zu wenig Sauerstoff & übersäuert

Wie viel der eingeatmeten Frischluft kommt jeweils bei den Alveole an ?

ca. 10 %

-> Schutzmechanismus: dadurch bleiben die Gas-Werte in der Lunge stabil und schwanken nicht bei jedem einzelnen Atemzug massiv hin und her

Wie stark schwanken alveoläre Partialdrücke während eines Atemzyklus ?

Sie schwanken nur gering

! Bei stärkerer Atmung sind die Schwankungen grösser (Amplitude vergrössert sich ein wenig)

-> Es kommt NICHT zu schnellen Änderungen, was gut ist für die Stabilität der Atmungskontrolle

Wie & wie schnell erreicht der Erythrozyt seinen maximalen O2-Druck ?

EC fliesst an Alveole vorbei (ca. 0.7s) & erhält über Diffusion O2 (Diffusion entlang des Partialdruckgradienten).

Der EC erreicht vor halber Kontaktstrecke seinen max. pO2

Wie verhält sich die Perfusionsverteilung (=Durchblutungsverteilung) innerhalb der Lunge ?

Die Perfusion der aufrechten Lunge vergrössert sich in Richtung Basis

-> A. pulmonalis kommt in der Mitte an, ein hydrostatischer Druckunterschied entsteht und resultiert im Fehlen von Blutfluss im Apex (=Spitz ganz Oben an Lunge)

Wie verhält sich die Ventilationsverteilung innerhalb der Lunge ?

Die Ventilation der aufrechten Lunge vergrössert sich in Richtung Basis

Gund: basalen Alveolen werden im Vergleich zu den oberen, die unter Spannung stehen, weniger gedehnt

Wieso werden die basalen Alveolen besser gedehnt werden als die oberen ?

Das liegt an der Schwerkraft und den damit verbundenen Druckverhältnissen im Pleuraspalt:

-Die oberen Alveolen sind durch diesen stärkeren Unterdruck bereits stärker gedehnt - also „vorgedehnt".

-Die unteren Alveolen sind weniger gedehnt -> sie haben mehr „Spielraum" zur Volumenzunahme.

Wie verhält sich das Ventilations-/Perfusions-Verhältnis innerhalb der Lunge ?

Das Verhältnis nimmt in Richtung Lungenbasis ab

Grund: Einschränkung auf die Ventilation ist weniger ausgeprägt als bei der Perfusion -> Auswirkung auf Quotient (nimmt von oben nach unten ab - liegt normalerweise zwischen 0,8 & 1 = gleich viel Ventilation & Perfusion (fast ausgeglichen))

Die Ventilation & Perfusion ist regional unterschiedlich verteilt

-Die alveoläre Ventilation ist grösser an der Lungenbasis

-Die Perfusion (=Durchblutung) ist Aufgrund der Schwerkraft grösser an der Lungenbasis

-Das Verhältnis nimmt zur Basis ab

Durch körperliche Bewegung atmet man anders. Wie & was ist der Grund dafür ?

Grund für die Unterscheidung der Verhältnisse zwischen Ventilation & Perfusion = weil wir ein grosses Reservevolumina haben

-> Atemtiefe & Atemfrequenz verändern sich

Durch was werden Atemtiefe & Atemvolumen limitiert bzw. nicht limitiert ?

limitiert durch:

-Perfusion (Blutfluss kann nicht mehr genügend Blut zum arbeitenden Muskel bringen)

nicht limitiert durch:

-Ventilation

-Diffusion

(-> in grosser Höhe stimmt das nicht mehr !)

Welches ist das Atem-Minuten-Volumen im Normalfall ?

6l-8l

Wie verhält sich der Blutfluss in der Lunge bei Aktivität ?

-Blutfluss wird bei körperlicher Aktivität stark gesteigert

-Das ganze HZV (Herz-Zeit-Volumen) fliesst durch die Lunge!

Wie verhält sich der Lungen-Blutdruck bei Aktivität ?

Er steigt nur moderat (Kurve = 5x mehr Blutfluss in der Lunge -> Kurve nur flach ansteigend)

= Druckpassives Verhalten

Vergleich:

-Körperkreislauf Anstieg von 120 auf 180 mmHg

-Lungenkreislauf von 15 auf 20 mmHg

Wodurch werden Lungenkapillaren rekrutiert & gedehnt ?

Durch ein erhöhtes HZV (Herz-Zeit-Volumen)

-Rekrutierung = stärkere Vernetzung der Lunge

-Distension = Gefässe werden stärker gedehnt, damit mehr Blut fliessen kann (Druck nimmt nicht zwingend zu)

-> man beobachtet eine "mikrovaskuläre Reserve" in den Lungengefässen

Wie werden Ventilation & Durchblutung aufeinander abgestimmt ?

Durch lokale Kontrollmechanismen

Wie handelt der lokale Kontrollmechanismus bei einem lokalen Ventilationsproblem in der Lunge ?

Wie wäre es im Körperkreislauf ?

Bild 1) Normalzustand

Bild 2) Bei Resistance Zunahme durch Verstopfung: pCO2 steigt an & pO2 geht runter (weil Luft nicht mehr gut ausgetauscht werden kann)

Bild 3) Der verringerte pO2 löst eine Vasokonstriktion rund um die Alveole aus. Diese kann nicht mehr so viel so viel CO2 synthetisieren

Im Körper: das Verhalten umgekehrt: ein tiefer pO2 löst eine Vasodilatation aus! (Damit mehr Blut kommt & das O2 entgegennehmen kann)

Wie wird der Sauerstoff im Blut transportiert ? Wie geht das ?

Sauerstoff wird von Erythrozyten transportiert

-> kleiner Teil O2 wird in Blutplasma gelöst (schlecht wasserlöslich) Rest wird von Alveole auf EC übergeben & dort mit Hämoglobin gebunden = hoher pO2

-> EC transportiert den Sauerstoff zu Geweben

-> Vor Abgabe: Niedriger Sauerstoffpartialdruck bei Übergabe. (Kleiner Teil wird über Diffusion von Plasma aufgenommen)

Was für eine Rolle spielt Hämoglobin beim Binden von Sauerstoff ?

Hämoglobin erhöht die Sauerstofftransportkapazität erheblich -> ca. 70-facher Konzentrationsanstieg

Welche pO2 hat das Hämoglobin an den verschiedenen Stationen im Lungenkreislauf ?

-Nach der Lunge: Arterielles Blut normalerweise zu fast 100% mit O2 gesättigt (4x O2 pro Hb)

-Nach den Kapillaren: immer noch 75% Sättigung

-> Verlust an O2 bei Ruheaktivitäten sehr klein (= Leistungsreserve die bei Arbeit angezapft werden kann)

Wieso kann O2 so gut vom Hämoglobin aufgenommen werden ?

O2 kann so gut aufgenommen werden, weil sich die Konformation vom Hämoglobin ändert -> 4x O2 pro Hb

Wovon wird die Sauerstoffaffinität des Hämoglobins beeinflusst ?

Von pH, Temp, pCO2 und 2,3-BPG

Einfluss des pH's auf die Sauerstoffaffinität des Hb:

-Durch Lactatproduktion gesteuert

-> Niedriger pH = O2 bindet weniger gut an Hb

Einfluss der Temp. auf die Sauerstoffaffinität des Hb:

Höhere Temp. = O2 bindet besser an Hb :

bei 40 Grad ist O2 weniger gut gebunden als bei 37 Grad

Einfluss von pCO2 auf die Sauerstoffaffinität des Hb:

hohe pCO2 = geringere Sauerstoffaffinität der Hb

geringerer pCO2 = Sauerstoffaffinität des Hb erhöht

-> Physiologisch sinnvoll: In Geweben mit hoher CO₂-Produktion (z. B. arbeitende Muskeln) wird Sauerstoff leichter abgegeben & n der Lunge (wo CO₂ abgeatmet wird) bindet Hämoglobin leichter Sauerstoff.