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Respiratorisches System

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Inhaltsverzeichnis:



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    Das respiratorische System hat in der Hauptsache die Aufgabe der Versorgung der Gewebe mit Sauerstoff und die Abgabe des im Stoffwechsel entstehenden Kohlendioxids. Es ist damit ein Glied in der Transportkette des Energieumsatzes. Daneben erfüllt es vor allem Aufgaben im Wärme-, Elektrolyt- und Wasserhaushalt. Die Bauteile sind ein Röhrensystem für den schnellen Gastransport über große Strecken, welches von rhythmischen Muskelkontraktionen angetrieben wird, Oberflächen für die Diffusion, Blutgefäße für die Verteilung. Endabnehmer für den Sauerstoff und Lieferant des Endproduktes Kohlendioxid sind die Körperzellen. Aus der Vereinigung von Sauerstoff und dem Wasserstoff der Nahrung resultiert Energie und Wärme.
    Das respiratorische System ist darüber hinaus entscheidend an der Homöostase (Konstanterhaltung) der H-Ionenkonzentrationen beteiligt (vgl. Homöostase der H-Ionen).
    Die Belüftung der Lunge (Ventilation), definiert durch Atemtiefe und Frequenz, bestimmt das in den Alveolen (Austauschflächen) ausgetauschte Volumen, die alveoläre Ventilation (ca. 5 l pro Minute). Die Lunge ist elastisch und fällt zusammen, wenn Luft z. B. durch eine Verletzung in den Spalt zwischen Lunge und Brustwand eindringt. Die Atemdrucke hängen von den elastischen und Strömungswiderständen ab. Zwischen Druck und Volumen besteht ein Verhältnis, das Ruhedehnungskurve heißt. Mehr Druck, mehr Dehnung. Diese Größe ist von der Elastizität abhängig (Compliance C). Die Anpassung der Lunge erfolgt durch das Zeitvolumen (7 l/min Luft). Bei maximaler Atmung können 20-30 l/min erreicht werden.
    Die Funktionsstörungen der Lunge sind entweder restriktiv (eingeschränkte Dehnbarkeit) oder obstruktiv (eingeschränkter Innendurchmesser der Bronchien).
    Der Gasaustausch in den Alveolen erfolgt nach den Gesetzen der Diffusion, die alveoläre Ventilalion ist vom Partialdruck (anteiliger Druck eines Gases am Gesamtluftdruck) des Sauerstoffes und des Kohlendioxids abhängig. Viel Sauerstoff, viel Sauerstoffdiffusion.
    Die krankhaften Zustände werden nach dem Partialdruck des Kohlendioxids in den Alveolen definiert. Er beträgt normalerweise 40 mmHg gleich 5,3 kPa (Kilopascal).
    Die Atmung wird durch zentrale Neuronen (Nervenzellen des Atemzentrums) des Hirnstammes gesteuert. Die Fühler des Regelkreises sind Chemorezeptoren an der Gabel der Halsschlagader (Karotissinus-Glomus) sowie Druck- und Chemorezeptoren (Wandspannung und Kohlendioxidkonzentration) der Aorta.
    Im Gewebe werden die Gase ebenfalls nach dem Diffusionsprinzip ausgetauscht. Dabei spielt die Kontaktzeit des Blutes mit der Gewebeflüssigkeit (interstitielle Flüssigkeit), die Diffusionsstrecke (Abstände) und Fläche die entscheidende Rolle. Im Blut wird Sauerstoff an den roten Blutfarbstoff, das Hämoglobin, gebunden. Kohlendioxid wird teils gelöst, teils als Kohlensäure (H2CO3), vor allem in den roten Blutkörperchen transportiert. Zur Konstanterhaltung dieses für Stoffwechselabläufe äußerst wichtigen Wertes sind Puffersysteme angelegt (vgl. Puffer, Pufferkapazität, Pufferbasen).
    Die Erkrankungen und Verletzungen des respiratorischen Systems sind:
    • Ventilationsstörungen (Atmungsstörungen)
    • Störungen der Arterialisierung (Sauerstoffaufnahme)
    • Diffusionsstörungen (Gewebetransportstörungen) oder Verteilungsstörungen
    Das respiratorische Versagen ist der Endzustand einer dieser Störungen. Weitere Erkrankungen sind vor allem Tumorleiden, voran das Lungenkarzinom, Infektionen und Transportstörungen.
    Ein wichtiges Hilfsmittel in der Akutbehandlung sind die Tracheostomie und maschinelle Beatmung.
    Die Lungentransplantation beim Cor pulmonale wird unter Herz-Lungentransplantation beschrieben. Die einseitige Lungentransplantation kann bei bestimmten Lungenerkrankungen im Endstadium (Lungenfibrose, Lungenemphysem), die einer konservativen Therapie nicht zugänglich sind, in Erwägung gezogen werden. Beidseitige Lungentransplantationen kommen bei Mukoviszidose oder pulmonaler Hypertonie in Frage. Operationstechnisch wird so vorgegangen, dass Stammbronchien bzw. die Trachea verbunden und die Pulmonalvenen auf Vorhofebene (Patch) anastomosiert werden. Wegen der hohen frühpostoperativen Letalität wird die Indikation zu jeder Form der Lungentransplantation mit äußerster Zurückhaltung gestellt.
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