Luft gelangt in die Lunge, weil der atmosphärische Druck (Patm) den intrapulmonalen Druck (Ppulm) bei der Inspiration übersteigt – ein Massenstrommechanismus, der von Boyles Gesetz geregelt wird.
Druckdynamik
- Auf Meereshöhe: Patm = 760 mmHg = 101,3 kPa = 14,7 psi.
- Inspiration: Zwerchfell zieht sich zusammen → Thoraxvolumen ↑ → Ppulm < Patm → Luft strömt ein.
- Exspiration (passiv): Elastischer Rückzug → Volumen ↓ → Ppulm > Patm → Luft strömt aus.
- Gezwungene Exspiration: Bauch-/innere Zwischenrippenmuskelkontraktion → Ppulm >> Patm.
Druckgradienten in Zahlen
- Ruheatmung: ΔP = 1–3 mmHg.
- Belastung: ΔP = 20–50 mmHg.
- Maximale Anstrengung: ΔP bis 100+ mmHg.
Weitere Kräfte im Spiel
- Elastischer Rückzug: Lunge (nach innen) + Brustkorb (nach außen) → FRC-Gleichgewicht.
- Oberflächenspannung: Surfactant reduziert Alveolarkollaps (Laplace'sches Gesetz).
- Atemwegswiderstand: Poiseuillesches Gesetz (Radius⁴); Turbulenz bei hohem Durchfluss.
Klinische Relevanz
- Höhe: Patm ↓ → hypoxischer Antrieb, HAPE-Risiko.
- Mechanische Beatmung: Positiver Druck kehrt den Gradient um.
- Pneumothorax: Pleuraldruck = Patm → Lungenkollaps.
Der atmosphärische Druck ist die conditio sine qua non der spontanen Ventilation.
