Luft bewegt sich aufgrund von Druckgradienten, die durch Änderung des Thoraxvolumens erzeugt werden. Das Zwerchfell und die Zwischenrippenmuskeln treiben diese Volumenänderungen an.
Einatmung (aktiv)
- Zwerchfell kontrahiert → flacht, senkt sich → ↑ vertikale Thoraxdimension.
- Äußere Zwischenrippenmuskeln kontrahieren → Rippen heben sich (Eimerhenkel) & Brustbein hebt (Pumpenhenkel) → ↑ anteroposteriore & laterale Dimensionen.
- Thoraxvolumen ↑ → Intrapleuraldruck ↓ (negativer) → Alveolardruck ↓ unter atmosfären Druck.
- Druckgradient (Patm > Palv) → Luft strömt EIN.
Ausatmung (passiv in Ruhe)
- Zwerchfell entspannt → federt zurück (elastische Rückbildung).
- Äußere Zwischenrippenmuskeln entspannen → Rippen senken sich.
- Lungenelastische Rückbildung (Elastin/Kollagen + Oberflächenspannung) → Volumen ↓.
- Alveolardruck ↑ über atmosfären Druck → Luft strömt AUS.
Erzwungene Ausatmung (Sport, Krankheit)
- Innere Zwischenrippenmuskeln ziehen Rippen nach unten.
- Bauchmuskeln (Rectus, Obliquus) drücken Zwerchfell nach oben.
- Erzeugt positiven Alveolardruck > atmosfärisch.
Schlüsselkonzepte
- Boyle'sches Gesetz: P ∝ 1/V (bei konstanter T).
- Compliance: ΔV/ΔP – Leichtigkeit der Expansion. Reduziert bei Fibrose, Ödem, ARDS.
- Resistenz: Atemwegsradius⁴ (Poiseuille). Erhöht bei Asthma, COPD, Obstruktion.
- Arbeit des Atmens: Elastisch (Compliance) + Resistiv (Atemweg) + Trägheit.
Dieser Druck-Volumen-Mechanismus untermauert alle respiratorische Physiologie und Beatmungsmanagement.
