Die elastische Rückstellkraft der Lunge ist der Motor der Beatmung. Das Verständnis des Druck-Volumen-Verhältnisses zeigt, wie Luft mühelos in Ruhe und kraftvoll bei Anstrengung ein- und ausströmt.
Schlüsselkonzepte
- Elastische Rückstellkraft: Lunge will sich von Natur aus zusammenziehen; die Brustwand will sich ausdehnen. Ihr Gleichgewicht setzt das Ruhelungenvolumen (funktionelle Restkapazität, FRC).
- Compliance (ΔV/ΔP): Leichtigkeit der Dehnung. Hohe Compliance = einfache Inflation (Lungenemphysem); niedrige Compliance = steife Lunge (Fibrose).
Inspiration (aktiver Prozess)
- Zwerchfell kontrahiert → flacht ab, erhöht Thoraxvolumen vertikal.
- Externe Interkostale heben Rippen → erhöhen anteroposterioren und lateralen Durchmesser.
- Intrapleuraldruck wird negativer (ca. −8 cmH₂O).
- Alveolardruck fällt unter Atmosphärendruck (−1 cmH₂O).
- Luft strömt den Druckgradient hinunter ein.
Expiration (passiv in Ruhe)
- Inspiratorische Muskeln entspannen.
- Elastische Rückstellkraft von Lunge und Brustwand komprimiert Alveolen.
- Alveolardruck steigt über Atmosphärendruck (+1 cmH₂O).
- Luft strömt aus.
Während Anstrengung wird Expiration aktiv: Interne Interkostale und Bauchmuskeln kontrahieren, um Luft schneller herauszupressen.
Klinische Relevanz
- Asthma/COPD: Atemwegsobstruktion ↑ Widerstand → dynamische Hyperinflation → erhöhte Atemarbeit.
- Lungenfibrose: Niedrige Compliance → schnelles, flaches Atmen.
- Mechanische Beatmung: Einstellungen müssen die Lungenmechanik respektieren, um Barotrauma/Volutrauma zu vermeiden.
