Atemmechanik: Zwerchfell und Brustwanddynamik beim Atmen

Atmen beruht auf koordinierten Druckveränderungen, die vom Zwerchfell, den Zwischenrippenmuskeln und der Brustwand-Compliance erzeugt werden.

Einatmen (aktiver Prozess)

• Zwerchfell: Kontrahiert, flacht, senkt sich 1–3 cm → erhöht die vertikale Thoraxdimension um ~2–3 cm.
• Außenzwischenrippenmuskeln: Heben Rippen → „Eimerhenkel“- (laterale Expansion) und „Pumpenhenkel“- (anteroposteriore Expansion) Bewegungen.
• Hilfsmuskeln (bei erzwungenem Einatmen): Scaleni, Sternocleidomastoideus, Pectoralis minor heben obere Rippen.
• Ergebnis: Der Intrapleuraldruck sinkt auf -5 bis -8 cmH₂O (Ruhe) oder -30 cmH₂O (erzwungen); der Alveolardruck fällt unter den Atmosphärendruck → Luft strömt ein.

Ausatmen (im Ruhezustand passiv)

• Zwerchfell: Entspannt, kehrt durch elastischen Rückzug in Kuppelform zurück.
• Brustwand: Elastischer Rückzug der Lunge und Brustwand bringt Rippen in Ruheposition zurück.
• Innenzwischenrippenmuskeln/Bauchmuskeln (erzwungen): Drücken Rippen aktiv ab und komprimieren den Bauch.
• Ergebnis: Der Alveolardruck übersteigt den Atmosphärendruck → Luft strömt aus.

Zusammenfassungstabelle

Klinische Relevanz

• COPD: Abgeflachtes Zwerchfell → mechanischer Nachteil; verengte Lippenatmung verbessert die Exspiration.
• Neuromuskuläre Erkrankung: Zwerchfellschwäche → Orthopnoe, Hyperkapnie.
• Adipositas: Reduzierte Brustwand-Compliance → erhöhter Atemarbeit.