Das Atmungssystem PDF

Das Atmungssystem 1 Atemzug ca. 3 Sekunden, 20.000-30.000 mal/Tag, ist lebenswichtig 60-80% der Menschen atmen falsch Äußere Atmung : Gasaustausch in der Lunge, Aufnahme O2/ Abgabe CO2 von den Alveolen Innere Atmung o Zellatmung , „Verbrennung“ von Nährstoffen zur E...

Das Atmungssystem 1 Atemzug ca. 3 Sekunden, 20.000-30.000 mal/Tag, ist lebenswichtig 60-80% der Menschen atmen falsch Äußere Atmung : Gasaustausch in der Lunge, Aufnahme O2/ Abgabe CO2 von den Alveolen Innere Atmung o Zellatmung , „Verbrennung“ von Nährstoffen zur Energiegewinnung o Zelle verbraucht O2, gibt CO2 ans Blut ab Atemwege Obere Atemwege: Nase, Nasennebenhöhlen, Rachen Untere Atemwege: Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien, Lungen Die Nase (Nasus) Bau der Nase sichtbarer Teil o Nasenlöcher (Haare daran verhindern das Eindringen größerer Fremdkörper), Nasenflügel, Nasenspitze, Nasenrücken, Nasenwurzel unsichtbarer Teil: o Nasenhöhle (Größer Anteil der Nase) o Darin enthalten die Nasenmuscheln: obere mittlere und untere Nasenmuschel) o Darunter liegen der obere, mittlere und untere Nasengang Die sieben Coanen o Nasenöffnungen in den Rachen o Nasenhöhle ist mit Nasennebenhöhlen über feine Kanäle verbunden → Belüftung o Verbindung vom unteren Nasengang zur Augenhöhle durch Tränennasengang → Ductus nasolacrimalis Begrenzung der Nasenhöhle: oben: Siebbeinplatte der Schädelbasis seitlich: von den zur Mitte geneigten Oberkiefern → vergrößert durch 3 eingerollte Knochenlamellen o untere, mittlere und obere Nasenmuschel unten: harter Gaumen (Palatum), der gleichzeitig das Dach der Mundhöhle ist bildet so ein annähernd dreieckigen Hohlraum → wird durch Nasenscheidewand (Septum nasi) in rechte und linke Hälfte geteilt Funktionen der Nase: Reinigung der Atemluft → durch schleimfilm der Becherzellen → Fremdkörper belieben daran hängen (Respiratorisches Epithel) Riechfunktion → Riechzellen unterhalb der Siebbeinplatte → Verbindung mit N. olfaktorius Niesreflex: Reinigung der Nase → Ausgelöst durch Reiz der Nasenschleimhaut o Kurz einatmen, kurz Luft anhalten, explosionsartig mit hoher Geschwindelt durch Nase ausatmen Atemluft erwärmen und anfeuchten: Erwärmen durch ein Netz an Gefäßen → bringt Wärme o Anfeuchten durch die Schleimhaut  Der Rachen (Pharynx) schlauchförmige Verbindung zw. Nasenhöhle u. Kehlkopf, sowie Mundhöhle u. Ösophagus dabei kreuzen sich der Speise- und der Luftweg Abschnitte und Merkmale Nasopharynx Oberes Drittel In ihn münden Choanen und Ohrtrompeten (Eustachische Röhren, Tubae auditivae, kurz Tuben → feine Verbindungskanäle zu den Paukenhöhlen des Mittelohrs) o Belüftung Mittelohrräume o Ausgleich Druckunterschiede zwischen Mittelohrraum und Außenluft Beinhaltet Rachenmandel (Tonsilla pharyngea) → Infektabwehr Im Kindesalter kann Rachenmandel stark wuchern (adenoide Vegetationen, Polypen ) → Nasenatmung behindert → chronischem Schnupfen, Pharyngitis, Bronchitis, Verlegung der Tubenöffnungen mit chronischen Mittelohrentzündungen o Ggf. operative Entfernung (Adenotomie) Oropharynx mittlerer Rachenabschnitt mit einer weiten Öffnung zum Mundraum gemeinsamer Passageabschnitt für Luft und Nahrung beiden Gaumenmandeln liegen seitlich zwischen dem vorderen und hinterem Gaumenbogen (Mandeln, Tonsillae palatinae, Gaumentonsillen) o Teil des lymphatischen Rachenrings → Immunabwehr Gaumenmandeln entzünden sich häufig (Racheninfektionen mit Streptokokken) o Bei Kindern häufig: Mandelentzündung, Angina tonsillari → wiederkehrende Anginen → Entfernung Gaumenmandeln → Tonsillektomie (aber Bedeutung der Gaumenmandeln für die Immunabwehr sehr hoch, wird weniger häufig entfernt) Laryngophyrynx (Kehlkopfrachen) untere Abschnitt des Rachenraums reicht vom Zungenbein bis zur Speiseröhre bzw. zum Kehlkopf hier erfolgt der eigentliche Schluckakt Hat 7 Öffnungen 2x(Choane) von der Nasenhöhle (Cavum nasi), links u. rechts 2x zu den Ohrtrompeten 1x Mundhöhle (lat. Cavum oris) 1xSpeiseröhreneingang 1x Kehlkopfeingang der Luftröhre Der lymphatische Rachenring wird gebildet aus: o Rachenmandel - Tonsilla pharyngea o der Gaumenmandel - Tonsilla palatinae o Seitenstränge - laufen seitlich von oben auf die Gaumenmandel zu o am Zungengrund gelegene Zungenbälge → in Gesamtheit Zungenmandel (Tonsilla lingualis) dienen der Immunabwehr fangen Keime aus der Atemluft ab  Der Kehlkopf - Larynx dient dem Verschluss der Atemwege beim Schlucken, Husten, Verwendung der Bauchpresse erzeugt die Stimme gesamter Kehlkopf ist mit respiratorischem Epithel ausgekleidet (Ausnahme: Epiglottis, Stimmbänder) Atemluft wird so weiter erwärmt, befeuchtet, von feinsten Staubteilchen befreit Lage: ist ein röhrenförmiges Knorpelgerüst reicht vom Zungengrund bis zur Luftröhre es liegt im vorderen und hinteren Halsbereich in Höhe der 5/6 Halswirbel seitlich entlang laufen Gefäße und Nervenstränge des Halses Knorpel des Kehlkopf → Merkmale/Funktion Cartilago thyroidea (Schildknorpel) o Größter Knorpel des Kehlkopfes, gibt Kehlkopf dreieckige Form o Scharfkantiger Vorsprung markiert den Adamsapfel Epiglottis (Kehlkopfdeckel) o Sitzt auf oberen Rand des Schildknorpels o Hat zentrale Bedeutung beim Schluckvorgang durch Verschluss der Trachea Cartilago cricoidea (Ringknorpel) o Siegelringförmiger Knorpel o Schild- und Ringknorpel sind über Gelenke miteinander verbunden Cartilagines arytenoidea (Stellknorpel) o verantwortlich für Stellung und Spannung der Stimmbänder  Die Stimme Die Stimmlippen sind 2 mit Schleimhaut überzogene Bänder sind waagerecht im Kehlkopf verankert schließen die Trachea ab sind beim Ein- und Ausatmen geöffnet → lassen so die Atemluft durch Entstehung der Stimme Stimmlippen schließen sich und legen sich eng aneinander Lunge presst beim Ausatmen Luft dagegen → versetzt sie so in Schwingung ein Ton entsteht starker oder schwacher Luftstrom → Laut oder leise Sprachstellung Die Luftröhre (Trachea) Lage der Trachea: verbindet den Kehlkopf mit dem Bronchialbaum Bronchialbaum Beginn: am Ringknorpel des Kehlkopfes Ende: ca. am 4. Brustwirbel an Teilungsstelle (Bifurkation) Teilungsstelle: Bifurcatio tracheae 2 Hauptabschnitte: o Halsteil im oberen Bereich vor Ösophagus o Brustteil im oberen Mediastinum (Raum zw. Lungen) Bau der Trachea: 16-20 hufeisenförnige Knorpelspangen versteifen so die Wand der Trachea → bleibt somit beim Einatmen offen ringförmige Bänder verbinden die Knorpelspangen elastisch miteinander Schleimhaut: respiratorisches Epithel mit Drüsen in der Submukosa → Reinigungsfunktion→ Reinigung der Luft von kleinen Staubteilchen durch Schleim und Flimmerhärchen → Sauberhaltung der Lunge An Hinterwand nur Muskelschicht → falls im dahinterliegenden Ösophagus ein zu großer Bissen verschluckt wird → Hinterwand kann sich denen/ anpassen  Die Bronchien Beginn: an den Luftröhrenbifurcation → Bifurcatio trachea (mit keilartig hervorragenden Knorpelstück → Carina) An unteren Ende (Höhe 4.–5. Brustwirbels) teilt sich Luftröhre in beiden Hauptbronchien Wandaufbau ähnelt dem der Trachea → Wand der Hauptbronchien: Knorpelspangen und Schleimhaut mit respiratorischem Epithel rechte Hauptbronchus ist meist etwas weiter, verläuft steiler als der linke (muss sich an darunterliegendes Herz anpassen) o d.h. rutschen Fremdkörper meist in den rechten Hauptbronchus Nach wenigen Zentimetern teilen sich Hauptbronchien weiter auf: o rechte Hauptbronchus in drei Hauptäste (für die drei Lappen der rechten Lunge) o linke Hauptbronchus in zwei Äste (für die zwei linken Lungenlappen) Teilen sich weiter wie Äste eines Baums: Lappenbronchien → Segmentbronchien → mehr als 20 Teilungsschritte → Bronchialbaum Je kleiner die Bronchien → desto einfacher, dünnwandiger ist innerer Aufbau bei Lappenbronchien werden großen Knorpelspangen durch kleine, unregelmäßige Knorpelplättchen ersetzt In Bronchialschleimhaut ist lymphatisches Gewebe eingelagert (bronchusassoziierte lymphatische Gewebe) → schützt Organismus vor Erregern aus Atemluft Bronchiolen kleinsten Verzweigungen der Bronchien, Innendurchmesser unter 1 mm, Knorpeleinlagerungen fehlen völlig, haben reichlich glatte Muskelfaserzüge → regulieren Zu- und Abstrom der Atemluft aktiv  Die Alveolen Alveolen Bronchiolen verzweigen in mikroskopisch feine Ästchen (Bronchioli respiratorii) → Übergang in Alveolargänge mit Lungenbläschen ( Alveolen) sind eigentlich “atmendes“ Lungengewebe ca. 400 - 450 Mio, Durchmesser: 0,2 mm hängen als traubenförmige Aussackungen an den Alveolargängen u. um Bronchioli respiratorii sind untereinander getrennt llveolarsepten/ Septum Interalveolare (Trennwand) → darin verläuft ein weit verzweigtes Kapillarnetz eine dünne Blut-Luft-Schranke trennt Blut und Luft voneinander: Blut-Luft-Schranke o durch dünne Schicht aus Alveolarepithel, Basalmembran (Schicht zw. Epithel/Endothel und angrenzendem Gewebe) und Kapillarendothel tritt Sauerstoff aus Alveolarluft ins Kapillarblut über → Kohlendioxid nimmt umgekehrten Weg Aufbau Alveolen: Durchmesser Ausatmung → 0,2 mm; Durchmesser Einatmung → 0,4 mm; o 1 µm (0,001 mm) dicke Wand aus einer einzigen plattenförmigen Deckzellenschicht Surfactant-Faktor: (surf ace act ive a ge nt, Oberflächenfaktor) o Gemisch aus Phospholipiden (in den Alveolarepithelzellen gebildet) welches Innenfläche der Alveolen ist ausgekleidet mit o vermindert die bei der Ausdehnung der Alveolen zu überwindende Oberflächenspannung auf ca. 1⁄10 → Alveolen lassen sich ohne großen Energieaufwand entfalten, da sie nicht komplett zsm. Fallen o spannungsmindernde Wirkung des Surfactants ist umso größer, je kleiner die Alveole ist → günstig, weil kleinere Alveolen aus physikalischen Gründen (Laplace -Gesetz) höheren Innendruck aufweisen als größere Compliance: Lungendehnbarkeit (Surfactant + Zahl der elastischen Fasern im Lungengewebe, welche Alveolen wie Netz umgeben, sind wichtigsten Einflussgrößen dafür) 2 Zellarten in den Alveolen (nicht auswendig können) Pneumozyt I: kleidet Alveole aus Pneumozyt II: Herabsetzung der Oberflächenspannung, somit fällt sie beim Ausatmen nicht zusammen Alveolarmakrophagen: Reinigung der Alveole - eingewanderter Monozyt, ortsständig, lebt ca. 50 Tage, vernichtet Dreck, Bakterien, Viren o können Fremdkörper (z. B. kleine Rußteilchen) phagozytieren (Rußteilchen bleiben in Alveolarepithelzellen liegen → Lunge eines starken Rauchers wird schwarz)  Die Lungen - Pulmo Lage der Lunge: sie liegen in der Brusthöhle, Lungen umgeben das Mediastinum Begrenzung: Außenseiten → Rippen, unten → Zwerchfell, nach oben hin → ragen Spitzen geringfügig über Schlüsselbein hinaus, Zw. Lungenflügeln → Herz Bau der Lunge: Lungenbasis: Teil der Lunge, der dem Zwerchfell aufliegt o tritt bei Einatmung durch Kontraktion des Zwerchfells um ca. 3–4 cm tiefer → steigt bei Ausatmung wieder nach oben Lungenspitze (Apex): der obere Teil der Lungen Lungenflügel o linke Lunge: durch erkennbare, schräg verlaufende Spalte in oberen + unteren Lungenlappen geteilt → 9 Lungensegmente o rechte Lunge: durch zwei Spalten in drei Lappen aufgeteilt: den Ober-, Mittel- und Unterlappen → 10 Lungensegmente o Segmente werden jeweils von einem Segmentbronchus mit Atemluft versorgt o Segmentgrenzen sind im Gegensatz zu den Lappengrenzen äußerlich nicht mehr sichtbar o haben jedoch jeweils ihre eigene Blutversorgung (broncho-arterielle Einheit) → lassen sich deshalb einzeln schonend herausoperieren Lungenhilum (Lungenwurzel) o Hauptbronchien, Lungengefäße (Aa und Vv pulomales), Nerven, Lymphgefäße treten über das an der medialen Seite jeder Lunge gelegene Lungenhilum in Lungen ein und wieder aus o Eintreten → Hauptbronchien, Arterien, Nerven / Austreten → Venen, Lymphgefäße o Radix pulmonalis (Lungenwurzel): Alle Strukturen, die durch Lungenhilus ziehen o hier befinden sich außerdem Lymphknoten → Lungen werden von Lymphgefäßen durchzogen. ▪ In Lymphgefäßen wandern weiße Blutkörperchen, Alveolarmakrophagen ▪ Bei vielen Erkrankungen der Bronchien /Lungengewebes vergrößern sich Hilumlymphknoten (Abwehrzellen in ihnen vermehren sich stark , Tumorzellen haben zu Lymphknotenmetastase geführt) Die linke Lunge ist kleiner als die rechte Lunge! → wegen Position/Lage des Herzen Die Blutversorgung der Lunge Die Lunge wird auf 2 Arten/Gefäßnetze mit Blut versorgt: o über den Lungenkreislauf (dient ausschließlich dem Gasaustausch) o über den Körperkreislauf (dient der Eigenversorgung der Lunge mit arteriellem Blut) → aus Aorta entspringenden Bronchialarterien  Das Brustfell (Pleura) Pleura (Brustfell) = Lungenfell (Pleura visceralis) + Lungenfell (Pleura visceralis) Lungenfell (Pleura visceralis) o hauchdünne, mit Gefäßen durchzogene dünne Hülle um die Lungen herum o Lungenfell/Lungengewebe selbst → schmerzunempfindlich Rippenfell - Pleura parietalis o Kleidet Brustwand, das Zwerchfell und das Mediastinum aus o mit sensiblen, schmerzleitenden Nerven versorgt → schmerzempfindlich Am Lungenhilum gehen Pleurablätter ineinander über → bilden geschlossenen Spaltraum → Pleuraspalt Pleuraspalt/Interpleuralraum (Cavitas pleuralis, Cavum pleurae): mit Flüssigkeit gefüllt, grenzt Lungenfell und Rippenfell voneinander ab → hält Unterdruck in Lunge aufrecht, der dafür sorgt, das Pleura sich entfalten kann → bei Verletzung der Pleura kann Entfaltung nicht mehr stattfinden/ nicht richtig einatmen o Pneumothorax: Luft gelangt in den Pleuraspalt Zwerchfell (Diaphragma) breite, gewölbte Muskelplatte, die sich kuppelartig gegen Brusthöhle wölbt trennt Bauchhöhle von der Brusthöhle ist mit Herzbeutel (Perikard) verwachsen, Lungen liegen mit ihrer Basis dem Zwerchfell auf in der Mitte ist eine Sehnenplatte (Centrum tendineum) → dient den Zwerchfellmuskeln als Ansatz Muskeln enspringen: o an der LWS o vorn am Processus xiphoideus am Sternum o an den unteren 6 Rippen  Die Atemtechnik →Wege hängen alle miteinander zusammen, bedingen sich gegenseitig Damit Alveolen ständig mit frischer, sauerstoffreicher Atemluft belüftet werden, muss sich der Brustkorb bei Erwachsenen ca. 15-mal/Kindern ca. 25-mal pro Minute o ausdehnen (Einatmung bzw. Inspiration) o wieder zusammenziehen (Ausatmung bzw. Exspiration) Lunge ist elastisch, selbst nicht aktiv beweglich → folgt bei Atembewegungen Erweiterung und Verengung des Brustkorbs + Bewegungen des Zwerchfells Weite des Brustraums wird durch jeweilige Rippenstellung und Zwerchfellstand bestimmt Inspiration (Einatmung) → erfolgt aktiv → Unterdruck → Einatmung Spannt sich das Zwerchfell an, so senkt sich die Zwerchfellkuppel → dehnt die Lungen auf, indem sie sie nach unten zieht unterstützend kontrahieren äußeren Zwischenrippenmuskeln (Mm. intercostales externi) → erweitern Thorax nach vorne, in geringerem Umfang zur Seite Brust- oder Bauchatmung o Inspiration überwiegend durch Senkung des Zwerchfells mit Vorwölbung des Bauches (Bauchatmung) o Inspiration überwiegend durch Hebung der Rippen (Brustatmung) Exspiration (Ausamtumg) → erfolgt überwiegend passiv → Überdruck → Ausatmung beginnt mit Erschlaffung der Mm. intercostales externi und des Zwerchfells Brustkorb verengt sich dabei schon infolge der Eigenelastizität von Lungengewebe/Brustkorb unterstützend können inneren Zwischenrippenmuskeln (Mm. intercostales interni) kontrahieren o durch Faserverlauf wird bei Kontraktion die jeweils obere Rippe der darunterliegenden angenähert → Brustkorb abgesenkt Atemhilfsmuskulatur kann Ausatmung unterstützen o bei angestrengter Atmung (Husten, Niesen) werden Bauchmuskeln eingesetzt o ziehen Rippen herab und drängen als Bauchpresse die Eingeweide mit dem Zwerchfell nach oben Atemhilfsmuskulatur Bei vertiefter Atmung (z. B. bei Atemnot) werden Zwerchfell u. äußeren Zwischenrippenmuskeln durch die Atemhilfsmuskulatur unterstützt normalerweise anderen Funktionen dienende Muskeln (Es gehören prinzipiell alle Muskeln des Brustkorbs dazu) liefern im Bedarfsfall zusätzliche Muskelkraft zur Ausweitung des Brustkorbs Wie? → können bei vorgebeugtem Oberkörper mit aufgestützten Armen (Kutschersitz) den Brustkorb erweitern/ verengen, obwohl es nicht ihre Hauptaufgabe ist Bsp.: o Mm. Pectorales major und minor (großer/Kleiner Brustmuskel) o M. serratus posterior superior und inferior (hinterer oberer/ unterer Sägezahnmuskel) o Mm. Scaleni (Treppenmuskel) o M. sternocleidomastoideus (Kopfwender) o M. serratus aterior (vorderer Sägezahnmuskel)  Der Gasaustausch Gasaustausch findet in den Alveoelen statt Ruhekapillaren: Dauerdurchblutung, im mit Blut versorgt für Gasaustausch Arbeitskapillaren: können bei erhöhtem Sauerstoffbedarf zusätzlich durchblutet werden, höherer Energieverbrauch (sind beweglich) Reservealveolen: werden nur bei maximaler Leistung benötigt, sonst nicht belüftet Treibende Kraft für die Diffusion der Atemgase: Partialdruckgefälle von O² zur Kapillare: 100mmHg-40mmHg = 60mmHg Kohlendioxid zur Alveole: 46mmH-40mmHg = 6 mmHg Partialdrücke von Blut und Alveolarraum gleichen sich an: o art. Blut : O²-Partialdruck von 100 mmHg o CO² Partialdruck von 40 mmHg Ursachen für die Druckangleichung O2 wird reversibel an Hämoglobin gebunden →kann am Zielort wieder abgegeben werden es wird in O² armer Umgebung relativ schnell abgegeben - d.h. Menge des gebundenen Sauerstoffs ist abhängig vom Sauerstoffpartialdruck, je höher, desto mehr O² wird gebunden 100% Sättigung: gesamtes Hämoglobin ist gesättigt → eigentlich nicht vom Körper vorgesehen → zw. 95-100% Sauerstofftransport im Blut In der Lunge wird der größte Teil des aufgenommenen Sauerstoffs sofort an das Eisen (Hämoglobin) des roten Blutkörperchens gebunden. Anschließend wird es zu den Organen im Körper transportiert. Physiologisch: 98,5% → größter Teil des Hämoglobins ist mit Sauerstoff gesättigt Pathologisch: