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Physiologie der Ausatmung: Wie Luft bei ruhiger und forcierter Atmung die Lunge verlässt

Die Ausatmung (Exspiration) ist der Prozess, Luft aus der Lunge zu bewegen. Ihr Mechanismus unterscheidet sich grundlegend zwischen ruhiger und forcierter Atmung.

Ruhige (passive) Ausatmung

Keine Muskelkontraktion erforderlich. Getrieben vollständig von elastischem Rückzug der Lunge und Brustwand.

Schritt für Schritt

Inspiratorische Muskeln entspannen: Zwerchfell kehrt in Kuppelform zurück; äußere Interkostalmuskeln entspannen.
Lungenelastischer Rückzug: Elastin/Kollagenfasern + Oberflächenspannung der Alveolarflüssigkeit ziehen Alveolen nach innen.
Brustwandrückzug: Rippen fallen nach unten/inwärts aufgrund ihrer eigenen Elastizität und Schwerkraft.
Intraalveolärer Druck steigt: Wird positiv im Vergleich zur Atmosphäre (+1 bis +2 cmH₂O).
Luft strömt aus: Entlang des Druckgradients durch Atemwege → Luftröhre → Mund/Nase.

Wichtige Physik

Lungenkomplianz (C_L): ΔV/ΔP. Hohe Komplianz = einfache Expansion, aber weniger Rückzug (Emphysem). Niedrige Komplianz = steif, starker Rückzug (Fibrose).
Zeitkonstante (τ = R × C): Bestimmt Entleerungsgeschwindigkeit. Normaler τ ~0,1–0,2 Sek; 3τ = 95 % Entleerung.

Forcierte (aktive) Ausatmung

Rekrutiert expiratorische Muskeln, um höhere Drücke für schnelle Entleerung zu erzeugen (Husten, Sport, Blasinstrumentenspiel).

Primäre Exspiratorische Muskeln

Muskel	Aktion
Interne Interkostalmuskeln (interossös)	Ziehen Rippen nach unten/inwärts
Abdominalmuskeln (Rectus abdominis, Obliquus, Transversus)	Komprimieren Abdomen → drücken Zwerchfell nach oben
Interne Interkostalmuskeln (parasternale) – inspiratorisch	Hinweis: parasternale interknorpelige sind inspiratorisch

Druckerzeugung

Maximaler Exspirationsdruck (P_Emax): ~100–150 cmH₂O bei gesunden Erwachsenen.
Flow wird anstrengungsunabhängig (dynamische Atemwegskompression) bei hohen Lungenvolumina → Flow-Volumen-Schleife-Plateau.

Klinische Relevanz

COPD/Emphysem: Verlust elastischen Rückzugs → Lufteinschluss, verlängerte Exspiration, Puffed-Lip-Atmung erzeugt Gegendruck, um Atemwege zu stentieren.
Asthma: Atemwegsverengung ↑ Widerstand → verlängerte τ; aktive Exspiration verschlimmert dynamische Kompression.
Neuromuskuläre Erkrankung: Schwache Abdominalmuskeln → ineffektiver Husten → Sekretretention.
Mechanische Beatmung: Exspirationszeit muss vollständige Entleerung ermöglichen (Auto-PEEP vermeiden).

Zusammenfassung

Ruhige Ausatmung = passiver elastischer Rückzug. Forcierte Ausatmung = aktive Muskelkontraktion, die hohen Pleuraldruck erzeugt. Beide unerlässlich für Ventilation, Sprache und Atemwegsreinigung.

Erkrankungen der Atemwege

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