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Grundlagen der Atemmechanik

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  • Lesezeit: 4 min
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Steckbrief

Für den Ein- und Ausstrom der Atemluft sind Druckunterschiede zwischen Lungen einerseits und Umgebung andererseits notwendig. Dafür muss bei Inspiration das Lungenvolumen vergrößert und bei Exspiration verkleinert werden. Da die Lunge keine Muskeln besitzt, muss sie indirekt über die Atemmuskeln bewegt werden. Wichtigster Atemmuskel ist das Diaphragma (Zwerchfell), das die Bauchatmung vermittelt. Bei Inspiration verlagert sich das Zwerchfell durch Kontraktion nach kaudal, bei Exspiration durch Relaxation wieder nach kranial. Daneben sind noch verschiedene Thoraxmuskeln aktiv, welche die Brustatmung antreiben.

Image description
Atemmechanik

In- und Exspirationsstellungen von Lunge, Thoraxwand und Diaphragma.

(Quelle: Schünke, Schulte, Schumacher. Prometheus Innere Organe. Illustrationen: Voll, Wesker. Thieme, 2018)
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    Allgemeines

    Der Gasaustausch in den Alveolen kann nur stattfinden, wenn der An- und Abtransport der Atemgase über die luftleitenden Atemwege (Ventilation) gewährleistet wird. Alle Vorgänge, die den Ein- und Ausstrom der Atemluft bewirken, werden unter dem Begriff Atemmechanik zusammengefasst.

    Damit ein Gas strömen kann, sind Druckunterschiede zwischen Lungen und Umgebung notwendig. Die Lungen selbst besitzen keine Muskulatur für einen solchen Vorgang. Sie sind nur passiv beweglich und folgen den Bewegungen der Thoraxwand. Die aktiven Kräfte sind die Atemmuskeln (v.a. das Zwerchfell). Sie bewirken eine Vergrößerung und Verkleinerung des Thorax. Bei Inspiration (Einatmung) weitet sich der Thorax, bei Exspiration (Ausatmung) verkleinert er sich. Damit die Lungenvolumina den Bewegungen folgen können, muss im Pleuraspalt ein Unterdruck im Vergleich zum Atmosphärendruck (Donders-Unterdruck) herrschen.

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    Inspiration und Exspiration bei der Bauchatmung

    (Quelle: Aumüller et al., Duale Reihe Anatomie, Thieme, 2014)
    Image description
    Interkostalmuskeln und Gefäß-Nerven-Straße

    Links: Querschnitt durch zwei Zwischenrippenräume. Rechts oben: Rippensenkung (Exspiration). Rechts unten: Rippenhebung (Inspiration).

    (Quelle: Bommas-Ebert, Teubner, Voß, Kurzlehrbuch Anatomie, Thieme, 2011)
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      zuletzt bearbeitet: 23.09.2022
      Fachlicher Beirat: Prof. Dr. med. Erik Schulte, 12.09.2022
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