Das kardiopulmonale System integriert das kardiovaskuläre (Herz, Blutgefäße, Blut) und respiratorische (Lungen, Atemwege) System, um Sauerstoff an Gewebe zu liefern und Kohlendioxid zu entfernen. Der Begriff leitet sich vom Griechischen kardia (Herz) und Lateinischen pulmo (Lunge) ab. Diese funktionale Einheit ist die Grundlage der Gewebeoxygenierung und Säure-Basen-Homöostase.
Komponenten & Funktionen
| Subsystem | Komponenten | Primäre Funktion |
|---|
| Kardiovaskulär | Herz (4 Kammern, Klappen), Arterien, Venen, Kapillaren, Blut | Blut pumpen und transportieren; O₂/Nährstoffe liefern, CO₂/Abfall entfernen |
| Respiratorisch | Nase, Rachen, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien, Alveolen, Pleurazwischfell, Atemmuskulatur | Gasaustausch: O₂ rein, CO₂ raus; Säure-Basen-Balance durch CO₂-Eliminierung |
Integrierte Physiologie: Die Sauerstoffreise
- Desoxygeniertes Blut → rechter Vorhof → rechte Herzkammer → Lungenarterie → Lunge.
- In den Alveolen: CO₂ diffundiert heraus, O₂ diffundiert hinein (angetrieben durch Partialdruckgradienten).
- Oxygeniertes Blut → Lungenvenen → linker Vorhof → linke Herzkammer → Aorta → systemische Kapillaren.
- In den Geweben: O₂ diffundiert zu Zellen für aerobe Atmung; CO₂ diffundiert ins Blut.
- Regulation: Chemorezeptoren (Karotis/Aortenkörper, Medulla) spüren pH, PaCO₂, PaO₂ → passen Atemfrequenz, Herzfrequenz, Gefäßtonus an.
Schlüsselklinische Konzepte
- Kardiopulmonale Kopplung: Herz-Lunge-Interaktionen (z. B. Lungenhochdruck → Rechtsherzversagen / Cor pulmonale).
- V/Q-Matching: Belüftungs-Perfusion-Verhältnis optimiert Gasaustausch; Missverhältnis verursacht Hypoxämie.
- Kardiopulmonale Belastungsuntersuchung (CPET): Goldstandard zur Beurteilung der integrierten Funktion (VO₂ max, anaerobe Schwelle).
- Kardiopulmonale Wiederbelebung (CPR): Manuelle Brustkompressionen + Beatmung zur Aufrechterhaltung von Kreislauf/Oxygenierung während eines Herzstillstands.
Häufige kardiopulmonale Erkrankungen
- Herzinsuffizienz (HFrEF, HFpEF) → Lungenstau, Atemnot.
- COPD / Asthma → Luftfalle, Lungenhochdruck, Rechtsherzbelastung.
- Lungenembolie → akute Rechtsherzüberlastung, Hypoxämie.
- ARDS → diffuses Alveolarschaden, refraktäre Hypoxämie.
- Kongenitale Herzerkrankung (z. B. Eisenmenger-Syndrom).
Das Verständnis der kardiopulmonalen Integration ist fundamental für Intensivmedizin, Anästhesiologie, Pneumologie und Kardiologie.
