Thoraxvolumen und Lungendruck: Das Boyle'sche Gesetz beim Atmen

Während der Inspiration erhöht sich das Thoraxvolumen (Zwerchfell kontrahiert nach unten, Rippen heben sich nach oben). Gemäß dem Boyle'schen Gesetz (Druck ∝ 1/Volumen bei konstanter Temperatur) sinkt der intrapulmonale Druck unter den Atmosphärendruck, wodurch ein Druckgradient entsteht, der den Luftzufluss antreibt.

Druckveränderungen

• Ruhe: Intrapulmonaler Druck = Atmosphärendruck (760 mmHg).
• Inspiration: Thoraxvolumen ↑ → intrapulmonaler Druck ↓ (~758 mmHg) → Luft strömt ein.
• Expiration: Thoraxvolumen ↓ (passiver Rückzug) → intrapulmonaler Druck ↑ (~762 mmHg) → Luft strömt aus.

Lungenrückzug

Elastische Fasern und Oberflächenspannung bewirken, dass die Lunge nach innen zurückspringt. Die Brustwand springt nach außen zurück. Das Gleichgewicht dieser gegensätzlichen Kräfte bestimmt die funktionale Restkapazität (FRC).

Klinische Relevanz

• Pneumothorax: Pleuradruck gleich Atmosphärendruck → Lunge kollabiert (Rückzug unopposed).
• Mechanische Beatmung: Positiver Druck kehrt den normalen Gradient um.
• Obstruktive Erkrankung: Erhöhter Widerstand erfordert größere Druckänderung für denselben Fluss.