Grundlagen Atmung - Dr. Lärmer

• obere Atemwege:

  • Nase, Rachen, Kehlkopf

• Nasenhöhle

  • Befeuchtung/ Erwärmung

  • Reinigung durch Flimmerhärchen

• Kehlkopf

  • Verschluss der Atemwege beim Schluckakt durch Stimmritzenverschluss (Glottis)

  
  

• Trachea

• Bronchialbaum

• 16-20 Knorpelspangen

• 10-12 cm lang

—> Flimmerepithel im Bronchialsystem

• sekretorische Zellen (Becherzellen)

  • Schleim:

    • 95% Wasser

    • Proteine

    • Muzine

    • Lipide

  • Abfangen von Fremdkörpern und Abtransport

• Flimmerepithelzellen

  • mukoziliäre Clearance

    • oralwärts gerichteter Schleimtransport durch synchronen Flimmerschlag der Kinozilien

    • Abfangen von Fremdkörpern und Abtransport

• Haupt-/ Lappen-/ Segmentbronchien —> Luftleitung

• Bronchiolen/ Alveolen —> Gasaustausch

• Ort des Gasaustausches

—> Surface Active Agent

• Auskleidung der Alveole

• Herabsetzen der Oberflächenspannung

• Verhinderung eines endexspiratorischen Alveolarkollaps )Anti Atelektase Faktor) —> keeps lung open

• Regulation des Flüssigkeitsaustausches —> keeps lung dry

• Einfluss auf mukoziliäre Clearance —> keeps lung clean

• immunologische Funktion

• Verschluss der Glottis gegen Eindringen von Fremdkörpern

• Tussive Clearance —> Abhusten von Sekret

• mukoziliäre Clearance —> Abtrasnport

• Alveolarmakrophagen

• Surfactant mit Aktivierung der Makrophagen

• Imunglobuline A

• Gesamtheit in-/exspiratorischer Atemmuskulatur

  • Zwerchfell

  • Mm. interkostales

  • Mm. recti et obliqui abdominis

  • Atemhilfsmuskulatur

• treibende Kraft —> Druckgradient zwischen Alveolardruck (intrapulm. Druck) und Umgebungsdruck

• Inspiration

  • aktiv über Inspirationsmuskulatur

• Exspiration

  • ruihge Spontanatmung, passiver Vorgang über elast. Retraktionskräfte

• forcierte Ausatmung über Exspirationsmuskeln (Thorax und Abdomen)

• Druck im Pleuraspalt

• nicht direkt messbar

• Messung über ösophagealen Druck

• Ptp= Palv-Ppl

• negativer Ptp => Alveolarkollaps/ Atelektasen

• transpulmonaler Druck sit entscheidender Parameter für beatmungsassoziierte Lungenschädigung

• elastische Widerstände Lungen/ Thorax

• Reibungswiderstände

• Strömungswiderstände der Atemwege

• Strömungswiderstand des resp. Systems

• Maß für Lungendehnbarkeit

• abhängig von

  • elastisches Fasergerüst

  • Surfactant

• Erniedrigung der Compliance durch

  • intrapulmonale ursachen

    • Erkrankungen Lungenparenchym

    • Surfactant Störung

  • extrpulmonale Ursachen

    • Volumenminderung Thoraxraum

    • Einschränkung Thoraxwandbeweglichkeit

• Ventilation

• Diffusion

• Perfusion

• die drei Teilprozesse

• Atemgastransport Alveole <—> Athmosphäre

• pulm. perspiratio insensibilis Erwachsene 300 ml/24h

• CAVE Inspirationsluft mit Wasserdampf gesättigt

• Partialdruck eines Luftgases mit Berücksichtigung Wasserdampfdruck (47 mmHg bei 37°C Ph20)

• Partialdruck = (Patm-Ph20)x Fgas

• Pio2 = (760 - 47) x 0,21 = 150 mmHg

• Luftdruck ist höhenabhängig

  • entsprechend sinkt auch insp. Partialdruck O2

  • Mount Everest insp. Partialdruck O2 42,6 mmHg

• alveoläre Hypoventilation

• mit Abfall PaO2

• Anstief PaCO2

• —> resp. Gllobalinsuff.

• keine alveoläre Hypoventilation ohne Hyperkapnie

• Zentrale Atemregulationsstörungen

• Einschränkungen Thoraxbeweglichkeit

• obstruktive Lungenerkrankungen

• erniedr. Compliance des resp. Systems

—> Anpassung der Atmung an aktuelle metabol. Bedürfnisse

• Konstanz der Parameter pH, PaO2, PaCO2

• Anpassung von AZV und AF

• Steuerung durch Atemzentrum der medulla oblongata

• über Chemo-/ Mechano-/ Barorezeptoren

• CAVE Einfluss SZ, Medis

• wichtigste Stellgröße PaCO2

• CAVE chron. Hyperkapnie mit reduzierter Empfindlichkeit gegenüber PaCO2

—> Bewegung durch Membran entlang Konzentrationsgefälle

• gemäß Fick’schem Diffusionsgesetz abhängig von

  • Konzentrationsgradient

  • Diffusionskonstante (Durchlässigkeit)

  • Diffusionsfläche (= perfundierte Alveolenfläche)

  • Diffusionsstrecke (=alveolokapilläre Membran)

• O2 Aufnahme ins Blut = diffusionsabhängig

• CO2 Elimination = ventilationsabhängig

—> Voraussetzungen des alveolokapillären Gasaustausches

• Makrozirkulationsstörungen

• Mikrozirkulationsstörungen

• FRC

• Alveolardruck

• systemischer RR

• Durchblutungsregulation Lunge

  • humoral

  • neurogen

  • chemisch

• Sympathikus

  • Konstriktion über alpha

  • Dilatation über beta

• Parasympathikus

  • Dilatation

• Konstriktion

  • Adrenalin

  • Nor

  • Serotonin

• Dilatation

  • Levosimendan

  • NO

  • Histamin

  • Acetylcholin

• Konstriktion

  • Hypoxie

  • Hyperkapnie

  • Azidose

• Dilatation

  • Hypokapnie

—> Euler- Liljestrand- Mechanismus

• regionale alveoläre Hypoventilation

• lokale, reflektorische Vasokonstriktion

• ZIEL

  • Umleitung des Blutes in besser belüftete Lungenareale

  • —> Verbesserung Ventilations-/ Perfusionsverhältnis —> Verbesserung Oxygenierung

• CAVE bei ausgedehnter pulmonaler Hypoventilation

  • Anstieg des pulmonalen Widerstandes —> Cor pulmonale

• ZIEL

  • ideales Verhältnis alveoläre Ventilation zu Perfusion

• Ventilations-/ Perfusions Mismatch mit:

  • Lungenkompartiment belüftet, aber nicht durchblutet

    • funktioneller Totraum

  • Lungenkompartiment durchblutet, aber nicht belüftet

    • intrapulmonaler Rechts-/Links Shunt

• anatomischer Totraum

  • keine Teilnahme am Gasaustausch

  • 150-200 ml Luftleitung

    • Aufgabe: Atemgaskonditionierung

• alveolärer Totraum

  • minimal beim Gesunden, Spontanatmung

• funktioneller Totraum

  • Summe Tana plus Talv

• Verkleinerung Totraum

  • Intubation 80 ml

  • Tracheotomie 50 ml

• Totraumvolumen durch Atemzugvolumen gleich 0,3

• Anstieg des Totraumquotienten > 0,5 fürhrt zu

  • alveolärer Hypoventilation

  • CO2 Retention

—> Perfusion ohne Ventilation

• bei großem Shuntvolumen

  • arterielle Hypoxämie

• zentrale Zyanose

• O2: reversible Bindung an Hämoglobin

• Sauerstoffsättigung SpO2: prozentualer Anteil des Hb gebundenen O2 im Blut

  • abhängig von

    • Sauerstoffmenge

    • Hb Wert

    • Anämie SpO2 hoch bei niedr. Hb

    • Polyglobulie: SpO2 niedr. bei höherem Hb

  • max Sauerstoffsättigung PaO2 150 mmHg

    • sinkt mit Lebensalter

      • PaO2 mmHg= 100 -( Alter durch 2)

• links <- pH hoch, CO2 runter, Temp. runter

• rechts -> pH runter, CO2 hoch, Temp hoch

• bei niedr. PaO2 höhere SpO2

• enge Bindung O2 und Hb

• gute Aufnahme

• erschwerte Abgabe O2 an Gewebe

=> bei Alkalose, Hypokapnie und Hypothermie

• bei höherem PaO2 niedrigere SpO2

• keine enge Bindung O2 und Hb

• reduzierte Aufnahme

• gute Abgabe O2 an Gewebe

=> bei Azidose, Hyperkapnie, Fieber/ Hyperthermie

• zeichen drohender resp. Insuff.

  • Klinik:

    • Tachypnoe mit reudz. AZV

    • paradoxe Atmung

    • ausgeprägter Einsatz Atemhilfsmuskulatur

    • Dyspnoe, Zyanose

  • Monitoring:

    • SpO2 Abfall

  • Laborchemisch

    • BGA mit Hypoxämie u/O Hyperkapnie

• Hypoxämie mit Normokapnie —> kompensatorische Hyperventilation

• Hypoxämie mit Hyperkapnie

• —> respiratorische Erschöpfung

• Na - (Cl + HCO3

• 8-18 mmol/l

• Azidose mit erhöhter AnGap

  • Ketoazidose

  • Laktatazidose

  • intoxikation

• akut bei Atemwegsverlegung, Pneumothorax

• insuffiziente Beatmungseinstellungen

• COPD, Lungenfibrose

• neuromuskuläre Erkrankungen

• Atemdepression

• Additionsazidose

  • vermehrte Säureproduktion/ Zufuhr

    • Laktatazidose

    • KEtoazidose

    • Säure Intox

• Retentionsazidose

  • verminderte Säureausscheidung

    • Nierenversagen

    • renal-tubuläre Azidose

• Subtraktionsazidose

  • Bikarbonatverlust

    • Diarrhoe