Atmung Teil I

引言醫學與生理學的重點：PD Dr. Ulrike Lodemann 的講座內容僅供內部使用，禁止複製或散發

呼吸基礎

呼吸的定義

  • 外部呼吸：指氧氣從大氣中通過呼吸系統進入體內，然後被運輸到細胞的粒線體中，而同時生成的二氧化碳則被排出至大氣中。這個過程主要涉及肺部的功能以及呼吸道的氣體交換。

  • 內部呼吸：在體內的粒線體中，所吸入的氧氣用於通過氧化碳基化合物（如葡萄糖）的化學反應，生成能量富含的ATP（腺苷三磷酸），並釋放出二氧化碳作為代謝的副產品。

呼吸系統結構

呼吸系統的主要組件

  • 組成的基本部件包括：

    • 空氣的“泵”：如膈肌和肋間肌的運動，能夠通過擴張和收縮來創造氣壓的變化。

    • 運輸 O2 和 CO2 的機制：包含呼吸道、肺部及血液，主要由紅血球和血漿中的氣體運輸。

    • 用於氣體交換的表面：如肺泡的巨細胞表面，提供了大量的面積以促進氣體的有效交換。

    • 循環系統：負責運輸氧氣與二氧化碳至全身組織，涉及心臟、動脈和靜脈的功能。

    • 局部通風和灌注的調整機制：確保氧氣和二氧化碳的有效交換，針對不同組織的需求進行即時調節。

    • 主要的通氣調控中心：位於腦幹，調節呼吸頻率和深度，反應體內血液的氧氣和二氧化碳水平。

呼吸過程

通氣與肺部容量

  • 通氣：指氣體在呼吸道中的流動，分為吸氣和呼氣兩個階段。

  • 肺部容量的要素：包括以下幾種容量的測量：

    • 吸氣預備容量：在靜息狀態下，肺部能吸入的額外空氣量。

    • 吸氣容量：肺部在正常呼吸中吸入的空氣量。

    • 呼氣預備容量：靜息狀態下，肺部能額外排出的空氣量。

    • 殘餘容量：靜息狀態下，無法被排出的肺內殘餘空氣量。

肺功能的測試

  • 使用肺活量計：來測試整體肺容量及各類重要數據，例如潮氣量、功能性殘餘容量等。

  • 重要肺部測量標準： 吸氣時的正常呼吸量範圍（例如：10-15 ml/kg之間）。

體內的氣體交換原理

分子擴散和對流的角色

  • 氣體的傳輸主要涉及以下過程：

    • 體內的對流運動：血液循環將含有氧氣和二氧化碳的血液運輸至全身。

    • 在肺泡和肺毛細血管之間的擴散進程：氧氣和二氧化碳透過薄薄的細胞膜進行擴散，依據濃度梯度進行高效交換。

    • 血液通過組織毛細血管的對流轉移：確保組織细胞能夠獲得氧氣並清除二氧化碳。

氣體的物理性質與計算

氣體的分壓部分計算公式

  • 分壓 Pgas = Fgas × PB ，這一公式用於計算某一氣體在混合氣體中的分壓。

  • 修正水蒸氣壓後的計算：Pgas = Fgas × (PB − PH2O)，可以考慮氣體在加入水分後的影響。

氣體的濃度與環境

標準溫度和壓力下的氣體濃度計算與轉換

  • 依據亨利法則計算氣體的溶解度，指出在特定壓力和溫度下氣體的溶解量。

肺的非呼吸功能

  • 支持嗅覺，過濾進入的空氣並進行加熱和濕化，這對於保持呼吸道健康至關重要。

  • 左心室的儲備，過濾小栓逆流的作用，以防止血栓進入全身循環。

鶴形肺的解剖

  • 各動物物種的呼吸系統特徵及其與生俱來的肺部結構差異，了解動物如何適應其特定環境。

呼吸過程的生理學

  • 體內的呼吸協作模式，神經訊號的通過如何影響呼吸運動，特別是腹部與胸部的協同運動。

重要計算與參數

  • 吸氣過程與呼氣過程的計算技巧，及靜息與運動狀態下的呼吸頻率變化的重要性，這對於評估房屋內外的呼吸狀況至關重要。

  • 聯繫生理學與臨床應用進行呼吸狀況的評估，提供臨床實踐中的更好理解。

Flashcard #1
Term: Totraum Definition
Definition: Totraum ist der Teil des Atemwegs, in dem kein Gasaustausch stattfindet. Der funktionelle Totraum setzt sich aus dem anatomischen Totraum (Atemwege) und dem alveolären Totraum (belüftete, aber nicht durchblutete Alveolen) zusammen.

Flashcard #2
Term: Rechtsverschiebung der Sauerstoffsättigungskurve
Definition: Die Sauerstoffsättigungskurve verschiebt sich nach rechts durch: Abfall des pH-Werts (mehr Säure), erhöhte CO2CO2​-Konzentration, erhöhte Temperatur, erhöhtes 2,3-DPG.

Flashcard #3
Term: Pneumotachographie
Definition: Eine Methode zur Messung der Atemflussrate. Es erfasst, wie schnell Luft in die und aus der Lunge strömt.

Flashcard #4
Term: Zusammensetzung Inspirationsluft
Definition: Die Inspirationsluft besteht hauptsächlich aus Stickstoff (ca. 78%), Sauerstoff (ca. 21%), Argon (ca. 0.9%) und geringen Mengen anderer Gase wie Kohlendioxid (ca. 0.04%).

Flashcard #5
Term: Globalinsuffizienz Problem
Definition: Bei einer Globalinsuffizienz liegt ein Problem mit der Ventilation vor, d.h. die Belüftung der Lunge ist gestört.

Flashcard #6
Term: Rezeptoren im N. Glossopharyngeus
Definition: Der N. Glossopharyngeus hat afferente Fasern von Chemorezeptoren und Barorezeptoren im Carotis-Sinus und Carotis-Körper.

Flashcard #7
Term: Gesetz des Strömungswiderstands
Definition: Der Strömungswiderstand wird durch das Gesetz von Hagen-Poiseuille beschrieben. Es besagt, dass der Widerstand proportional zur Länge des Rohres und der Viskosität des Fluids ist, und umgekehrt proportional zur vierten Potenz des Radius des Rohres. R=8ηL/πr4R=8ηL/πr4

-Totraum Definition: Totraum ist der Teil des Atemwegs, in dem kein Gasaustausch stattfindet. Der funktionelle Totraum setzt sich aus dem anatomischen Totraum (Atemwege) und dem alveolären Totraum (belüftete, aber nicht durchblutete Alveolen) zusammen.
-Atemantwort auf chemorezeptorische Stimulation: Bei einer Stimulation der Chemorezeptoren durch hohe PaCO2, niedrige PaO2 und niedrigen pH-Wert (Azidose) kommt es zu einer Steigerung sowohl des Atemzugvolumens als auch der Atemfrequenz. Dies führt zu einer verstärkten Ventilation, um überschüssiges CO2 abzuatmen und mehr O2 aufzunehmen.
-Basaler Atemrhythmus: Der basale Atemrhythmus wird hauptsächlich durch die dorsale respiratorische Gruppe (DRG) im Medulla oblongata generiert.
-Anstieg des pH-Wertes im Blut: Ein Anstieg des pH-Wertes im Blut (Alkalose) vermindert den Halbsättigungsdruck.
-Spirometertyp für CO2-Rückatmung: Für die CO2-Rückatmung wird ein Glockenspirometer verwendet.
-Hypoxämie und Hyperkapnie beim Pferd: Die Befunde einer Hypoxämie bei gleichzeitiger Hyperkapnie sprechen für eine Ventilationsstörung.
-Arterielle Partialdrücke: Die arteriellen Partialdrücke sind definiert als der Teildruck eines einzelnen Gases in einer arteriellen Blutprobe. Sie geben Auskunft über den Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt im arteriellen Blut.

-Hagen P: was hat Einfluss auf den Widerstand: Viskosität, Länge, Radius
-Hering-Breuer-Reflex
-Zusammensetzung der Atmengase: Die Inspirationsluft besteht hauptsächlich aus Stickstoff (ca. 78%), Sauerstoff (ca. 21%), Argon (ca. 0.9%) und geringen Mengen anderer Gase wie Kohlendioxid (ca. 0.04%).
-Pulmonaler Shunt: Ein pulmonaler Shunt ist ein Bereich der Lunge, der durchblutet, aber nicht belüftet ist.
-Die 4 äußeren Teilschritte der Atmung:
-Ventilation: Der Prozess des Ein- und Ausatmens von Luft in die und aus der Lunge.
-Diffusion (1): Der Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen den Alveolen und dem Blut in den Lungenkapillaren.
-Perfusion: Der Transport von Blut durch die Lungenkapillaren.
-Diffusion (2): Der Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen dem Blut in den systemischen Kapillaren und den Körper

Flashcard #1
Term: Was passiert bei Hyperventilation?
Definition: Hyperventilation führt zu einer übermäßigen Ausatmung von Kohlendioxid (CO2), was zu einer Abnahme des CO2-Partialdrucks im Blut führt (Hypokapnie). Dies kann zu einer respiratorischen Alkalose führen, bei der der Blut-pH-Wert aufgrund der reduzierten CO2-Werte ansteigt.

Flashcard #2
Term: Restriktive Atemwegserkrankungen
Definition: Beispiele sind Lungenfibrose, Pneumonie und Thoraxwanddeformitäten. Diese Bedingungen begrenzen die Lungenausdehnung und reduzieren das Lungenvolumen.

Flashcard #3
Term: Obstruktive Atemwegserkrankungen
Definition: Beispiele sind Asthma, chronische Bronchitis, Emphysem und zystische Fibrose. Diese Bedingungen behindern den Luftstrom und erschweren das vollständige Ausatmen.

Flashcard #4
Term: Wie kommt es zur Rechtsverschiebung der Bindungskurve?
Definition: Faktoren wie verminderter pH-Wert (erhöhte Azidität), erhöhter CO2-Partialdruck, erhöhte Temperatur und erhöhtes 2,3-Diphosphoglycerat (2,3-DPG) verursachen eine Rechtsverschiebung. Dies reduziert die Affinität von Hämoglobin zu Sauerstoff und erleichtert die Sauerstofffreisetzung im Gewebe.

Flashcard #5
Term: Atemzeitvolumen berechnen (Frequenz und Totraumvolumen und Alveolarvolumen)
Definition: Das Atemzeitvolumen wird wie folgt berechnet:
Minute Ventilation = Atemzugvolumen × Atemfrequenz
Alveoläre Ventilation = (Atemzugvolumen - Totraumvolumen) × Atemfrequenz

Flashcard #6
Term: Wo sind 100mmHg Sauerstoffpartialdruck
Definition: Ein PaO2 von 100 mmHg findet sich typischerweise in den Lungenkapillaren nach dem alveolären Gasaustausch und in den systemischen Arterien.

Flashcard #7
Term: Was macht NO in der L
Definition: NO wirkt als Vasodilatator, entspannt die glatten Muskelzellen in den Lungengefäßen, was zu einer Erweiterung der Blutgefäße führt. Dies hilft, den Blutfluss zu den belüfteten Alveolen zu verbessern.

Flashcard #1
Term: Atemzeitvolumen und Totraum berechnen. AF, Atemzugvolumen und Totraum (50%) war gegeben
Definition: Das Atemzeitvolumen wird wie folgt berechnet:
AZV= 4 Totraumvolumen= 2

Flashcard #2
Term: Venöser pCO2 und pO2 angeben
Definition: Venöser pCO2 und pO2 angeben (40&46mmHg)

Flashcard #3
Term: Was ist KEINE Aufgabe vom Hämaglobin?
Definition: CO2 Abgabe ins Gewebe!

Flashcard #4
Term: 4 verschiedene Atmungsmessungsarten wurden beschrieben und wir sollten sagen welche das sind
Definition: Pulsoximetrie, Ultraschallspirometrie, Oszilloresistometrie, Pneumotachographie

Flashcard #5
Term: Welche Formel steht mit Strömungswiderstand im Zusammenhang?
Definition: Hagen-Poiseuille-Gesetz

Flashcard #6
Term: Wann reagieren Chemosensoren am stärksten?
Definition: Hohe pCO2, niedriger pO2, pH niedrig

Flashcard #1
Term: Rechtsverschiebung der Sauerstoffsättigungskurve
Definition: Die Sauerstoffsättigungskurve verschiebt sich nach rechts durch: Abfall des pH-Werts (mehr Säure), erhöhte CO2CO2​ -Konzentration, erhöhte Temperatur, erhöhtes 2,3-DPG.

Flashcard #2
Term: Zusammensetzung Inspirationsluft
Definition: Die Inspirationsluft besteht hauptsächlich aus Stickstoff (ca. 78%), Sauerstoff (ca. 21%), Argon (ca. 0.9%) und geringen Mengen anderer Gase wie Kohlendioxid (ca. 0.04%).

Flashcard #3
Term: Atemvolumenmessung
Definition: Atemvolumen kann mithilfe eines Spirogramms gemessen werden.

Flashcard #4
Term: pH-Wert und Rechtsverschiebung
Definition: Ein Abfall des pH-Werts (also eine Erhöhung der Säure) verursacht eine Rechtsverschiebung der Sauerstoffbindungskurve.

Flashcard #5
Term: Hyperkapnie
Definition: Ein zu hoher Gehalt an CO2 im Blut wird als Hyperkapnie bezeichnet.

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