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Atemmechanik

Ein- und Ausatmung basieren auf der Druckdifferenz zwischen Alveolen und Umwelt. Der Druck in den Alveolen (intrapulmonal Druck) muss während der Einatmung (Inspiration) niedriger, bei der Ausatmung (Expiration) höher sein als der Umgebungsdruck.
Bei der Inspiration wird dabei aktiv durch muskuläre Arbeit ein Unterdruck im Brustkorb (Thorax) erzeugt. Durch muskuläre Hebung des Brustkorbs (äußere Interkostalmuskulatur, M. scaleni, Atemhilfsmuskulatur) sowie durch Anspannung (Abflachung) des Zwerchfells kommt es zu Vergrößerung des Thoraxraums und eine Zunahme des Lungenvolumens. Überwiegt bei der Inspiration die Brustkorbhebung so spricht man von Brustatmung, bei Überwiegen der Zwerchfellkontraktion von Bauchatmung.

Die Ausatmung geschieht bei ruhiger Atmung durch Rückstellungskräfte (Eigenelastizität der Lunge) weitgehend passiv . Sie kann durch die Muskeln der Bauchdecke (Bauchpresse mit Verdrängung vom Zwerchfell nach oben) oder die innere Interkostalmuskulatur aktiv unterstützt werden. Um die Bewegung von Thorax und Zwerchfell folgen zu können, dabei aber an beiden nicht vollständig fixiert zu sein, ist die Lunge durch eine Flüssigkeitsschicht im Pleuraspalt, von der Thoraxwand getrennt.

Die Lunge hat infolge ihrer Eigenelastizität das Bestreben sich zusammenzuziehen. Die Flüssigkeit im Pleuraspalt ist nicht dehnbar womit die Lunge an der Thoraxinnenfläche haften bleibt. Dadurch wird einerseits das Zusammenziehen der Lunge verhindert, andererseits eine reibungslose Ausdehnung bei der Inspiration ermöglicht.
Der im Pleuraspalt bestehender Druck ist in Atemruhelage gegenüber Umgebungsdruck (atmospherischer Druck) negativ und beträgt etwa -0,5 kPa. Während Ruheatmung bei Inspiration beträgt er etwa -0,7 kPa und während der maximalen Inspiration ca. -2,5 kPa. Nur in der maximalen Expirationslage kann er positive Werte erreichen.

Veränderung des intrapulmonalen Drucks und intrapleuralen Drucks im Verlauf eines Atemzuzugs.