Die Ausatmung (Exspiration) tritt auf, wenn der intrapulmonale (alveoläre) Druck den Umgebungsdruck übersteigt, wodurch ein Druckgefälle entsteht, das die Luft aus den Lungen treibt.
Druckdynamik
- In Ruhe (FRC): P_alv = P_atm = 0 cmH₂O (Referenz). Kein Fluss.
- Inspiration: Zwerchfell/äußere Zwischenrippenmuskulatur kontrahieren → Thoraxvolumen ↑ → P_alv < P_atm (negativ, ~ -1 bis -3 cmH₂O) → Luft strömt EIN.
- Passive Exspiration: Inspiratorische Muskeln entspannen → elastischer Rückzug der Lunge/Thoraxwand → Volumen ↓ → P_alv > P_atm (positiv, ~ +1 bis +3 cmH₂O) → Luft strömt AUS.
- Aktive Exspiration: Bauchmuskeln/innere Zwischenrippenmuskulatur kontrahieren → P_alv ↑↑ (bis zu +20–40 cmH₂O) → hohe Flussraten.
Flussbegrenzungsphänomen
- Bei aktiver Exspiration wird der Fluss bei hohen Lungenvolumen anstrengungsunabhängig aufgrund dynamischer Atemwegskompression (Equal-Pressure-Point-Theorie).
- Fluss ∝ (P_alv – P_pleural) / Widerstand. Bei Obstruktion (Asthma, COPD) ↑ Widerstand → ↓ Fluss, Luftüberblähung.
Klinische Relevanz
- Spirometrie: FEV₁/FVC-Verhältnis spiegelt expiratorische Flussbegrenzung wider.
- PEEP (mechanische Beatmung): Angewandter P_atm > 0 → verhindert Alveolarkollaps, aber ↑ P_alv benötigt zum Ausatmen.
- Auto-PEEP: Unvollständige Exspiration → dynamische Hyperinflation → ↑ Atemarbeit.
- Kieferlippenatmung: ↑ P_aw während der Exspiration → stützt Atemwege → ↓ Luftüberblähung (COPD).
Zusammenfassende Gleichung
Fluss = (P_alv – P_atm) / R_aw
Luft bewegt sich von hohem zu niedrigem Druck. Exspiration = P_alv > P_atm.
