Physiologie Atmung (Fach) / Gasaustausch (Lektion)

Gasaustausch

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• Gasaustausch grundsätzlich durch zwei Mechanismen Konvention und Diffusion
• Partialdruck von Sauerstoff und Co2 O2 150mmHg, 20kPa Co2 0,2 mmHg, 0,03 kPa
• Apikal auf den Bronchialepizhelzellen befindet sich? CL- Kanäle, Wasser strömt nach und es bildet sich ein muköses Sekret 
• STPD standard Temperatur Pressure Dry physikalische Stadardbedingung, d.h. Temperatur 273K (0grad), Luftdruck 101 kPa (760mmHg), trockene Luft (Waserdampfsruck 0mmHg)
• ATPS Ambient Temperatur Pressue Standard Spirometerbedingung, d.h. Raumtemperatur , aktueller atmosphärischer Luftdruck, mit Wasserdampfgesättigt
• BTPS Body Temperatur Pressure Staturated  physiologische Bedinung im Alveolarraum, d.h. Körpertemperatur 310k= 37 Grad, aktuell atmosphärischer Druck, Wasserdampfgesättigte Luft Wasserdruck bei 37 Grad * 6,3kPa bzw 47 mmHg
• Allgemeine Gasgleichung p*V= n*R*T
• Atemzeitvolumen Atemzugvolumen*Atemfrequenz
• Wovon hängt du Atemfrequenz ab? altersabhängig säuflinge 40-50/min schulkinder 20-30/min erwachsene 14-16 /min
• Anatomischer und funktioneller Totraum Atemzeitcolumen steht nicht komplett zum Gasaustausch zur Verfügung, da die Atemwege erst ab Bronchiolii respiratorii mit Alveolen ausgestattet sind. Die davor liegenden Strukturen sind der anatomische Totraum funktioneller Totraum: zählen zusätzliche Belüftete Alveolarbezirke, die nicht durchblutet werden und somit nicht am Gasaustausch teilnehmen beim gesunden stimmt anatomomischef und funktioneller Totraum überein
• Vergrößerten funktionellen Totraum findet man wo? Lungenemphysem, Zerstörte Alveolarwände führen zu großen Blassen in der Lunge 
• Bohrsche Totraumformel Vd= Ve* Fa-Fe/ Fa Vd= Totraumvolumen Ve= expiratorischem Atemvolumen Fa= CO2 Fraktion in der Alveolarluft , Fe CO2 Fraktion in der gemischten Expirationsluft
• Totraumventilation Totraumvolumen* Atemfrequenz 
• Totraumvolumen eines Erwachsenen beteägt etwa? 30% des Atemzugvolumens Ca 150 ml Totraumventilation beträgt etwa 2,1-2,4l/min
• Wann bleibt sie Totraumventilation gleich? solamge sich die Atemfrequenz nicht ändert, auch wenn sich das Atemzugvolumen erhöht oder verringert 
• Bei sehr flacher Atmung mit kleinem Atemzugvolumen auch bei erhöhter Atemfrequenz? kommt kaum Frischluft in den Alveolarraum an und der Anteil der Totraumventilation steigt an am Atemzeitvolumen, dadurch steigt der arterielle CO2 Partialdruck
• Alveoläre Ventilation Alveolarvolumen* Atemfrquenz
• Alveolären Ventilation alveolarvolumen von 350 ml etwa 4,9-5,6 l/min
• Veränderungen des alveolären pCO2 pCO2 Steigt mit der CO2 Produktion im Körper an und mit abfallender alveolären Ventilation pCO2= CO2 Produktion/alveoläre Ventilation
• Hypoventilation geht mit einer Hyperkapnie einher (Erhöhung des arteriellen pCO2) ührt zu einem gestörten Säure Basen Haushalt 
• Hyperventilation geht einher ist...? z.b. Folge einer Mund zu Mund Beatmung führt zu einer Hypokapnie (Erniedrigung des arteriellen pCO2) Folge kann eine Vasokonstriktion im Gehirn sein säure Basehaushalt ist Gestört
• Was gibt der respiratorische Quotient an und wie lautet die Formel und drei bestimmte Werte? gibt das Verhältnis von CO2 Abgabe in den Alveolarraum und der O2 Aufnahme aus dem Alveolarraum wieder RQ= CO2 Abgabe/ O2 Aufnahme. = CO2 Alveolarluft/ o2 Inspirationsluft- 02 Alveolarluft
• Was gibt der respiratorische Quotient an und wie lautet die Formel und drei bestimmte Werte? gibt das Verhältnis von CO2 Abgabe in den Alveolarraum und der O2 Aufnahme aus dem Alveolarraum wieder RQ= CO2 Abgabe/ O2 Aufnahme. = CO2 Alveolarluft/ o2 Inspirationsluft- 02 Alveolarluft RQ: 0,7 Fettverbrennung 1,0 reine Kohlenhydrate  0,8 Verbrennung bei gemischter Kost
• Wann steigt der RQ an und wieso? RQ hängt von der Atmung ab und steigt bei Hyperventilation kurzzeitig an
• Wovon hängt die Diffuion ab? PartialdruckUnterschied des Gases zwischen Alveolarraum und Blut Diffusionsstrecke  Austauschfläche  Ficksche Diffusionsgesetz V= F*K/d * Delta P
• Der Diffusionstrom steigt proportional? mit der Austuschfläche und der Partialdruckdifferenz und fällt umgekehrt proportional zur Diffusionsstrecke 
• Faktor K (Krogh'sche Diffusionskoeffizient) er ist für jedes Gas und jedes Diffusionsmedium unterschiedlich  K für CO2 -23 mal größer 02 deshalb reicht ein kleiner PartialdruckUnterschied zwischen Alveolarluft und Blut aus
• Treibende Kraft der Diffusion? Partialdruckunterschied
• Kontaktzeit zwischen Blut und Alveolarraum 0,5 s Diffusionsstrecke 1-2um und Austauschoberfläche 120 qm= ausreichende oxygenierung 
• Exogene allergische Alveolitis Schadstoffexposition kann über eine allergische Entzünfungsreaktion zu einer Verdickung der Alveolarmembran mit eingeschränkter Diffusionskapazität führen
• Lunge gehört zu welchen Drucksystem? Bei Körperlicher Arbeit passiert was mit den Kapillaren? perfusion und Ventilation? bei körperlicher Arbeit (Erhöhung des HZV) werden die restlichen Resevekapillare geöffnet und durch erhöhten Blutdtrom die arteriellen Gefässäste passiv erweitert  So erklärt sich, dass bei Verdopplung der des Blutdrucks in der A pulmonalis nur mit einer Vervierfachung des Lungendurchblutung einhergeht Niederdrucksystem bedeutet systolisch 25 und diastolisch 10 mmHg
• Wieso kommt es zu einer inhomogenität Ventilation-Perfusions Verhältnis Lungenspitzen werden in aufrechter Haltung schlechter durchblutet (perfusion) als basisnahe Lungenarterien, da das Blut erst gegen den Hydrostatischen Druck bis in die Spitzen gepumpt werden muss VPQ= Va(alveoläre Ventilation)/Q(Lumgenperfusion)
• Bayliss Effekt an Gefäßen ? in der Lunge? gefässe zeigen einen Bayliss Effekt bedeutet sie reagieren bei Dehnung mit einer Konstriktion, wodurch der Druck ansteigt. in der Lunge muss dieser Druckanstieg vermieden werden.  So nimmt die Strömungswiderstad bei steigendem HZV durch Dilatation der Widerstandgefässe im Kreislauf ab!!! Nimmt der Zu, gibt es eine auswärtsfiltration und es kommt zu lungenödemen 
• Hypoxische Vasokonstiktion Euler Lilienstrangeffekt O2 Mangel löst allgemein eine dilatation aus, in der Lunge wie Konstriktion  nimmt der alveoläre P02 in der Lunge ab, verengen sich die zuführenden Gefässe, Strömungswiderstand steigt und die perfusion in den Arealen in der kein effektiver Gsaustausch stattfindet wird gedrosselt
• Hypoxische Vasokonstriktion ist wo beobachtbar ? Aufenthalt in großen Höhen 
• Shunt Verbindungen shunt Blut sorgt dafür, dass der O2 Partialdruck in Körperarterien niedriger liegt als am Ende der Lungenkapilaren von 100 mmHg auf 90-95 mmHg im Alter sinkt der sogar auf 70 mmHg Blut das nicht oxygeniert wurde wird dem oxygenierten Blut beigemischt meist über Vasa Privata
• Hypoxische Formen Häufigste: hypoxische Hypoxie: arterielle O2 Partialdruck erniedrigt Ursache: Höhenaufenthalt ; primär Restriktive Störungen mit eingeschränkter Diffusion (Lungenödemen), Ventilation Perfusionsstörungem COPD, Rechts Links Shunt, Hypoventilation durch Atemantriebsstörungen anämische Hypoxie : O2 Partialdruck normal, o2 Gehalt arteriell erniedrigt (Bindungs des Sauerstoffs oder Hämoglobinkonz. Gestört) ischämische Hypoxie: Durchblutung des Gewebes ist unzureichend zytotoxische Hypoxie: aerobe Energiegewinnung Der Zellen beeinträchtigt 
• lungenembolie Thrombose aus tiefen Beinvenen ins rechte Herz in die Lungenstrombahn
• Diagnose welche Hypoxieform? reiner Sauerstoff wird geatmet (100%) und Messung der arteriellen PO2 misst. Rechts Links Shunt, kaum Veränderungen hypoventilation, Diffusion und Ventilationsstörungen steigt der PO2 im arteriellen Blut stark an da Bedinungen für O2 Aufnahme deutschlich verbessert haben
• Henry Dalton Gesetz cGas=alpha*pGas Bunsenlöslichkeitskoeffizient = alpha pGas= Partialdruck des Gases im Gas über der Flüssigkeit CO2 20 mal größer also O2
• Sauerstoff liegt physikalisch im Blut wie viel %vor? 1%  rest ist an Erys reversibel gebunden
• Hämoglobin? erwachsen und Kind? Tetrameres Protein, das in jeder der Ketten einen Hämring Fe2+ besitzt und Sauertoff binden kann  es wird nicht zu Fe3+ , deshalb heißt es oxygenierung und nicht Oxidation! Erwachsene HbA- aus 4 Ketten (2 Alpha,2Beta) fetales Hämoglobin HbF- 4 Ketten (2 Alpha, 2 Gamma) höhere Affinität zu Sauerstoff und geringere Zu 2,3 Bisphosphoglycerat
• 1 g Häm bindet? Hüfnerzahl 1,34 ml Sauertoff Hüfnerzahl durchschnittlich 15g/dl = 150 g/l ergibt sich 200ml O2/l Blut
• Max Bindungskapazität ist proportional? zur Hamoglobinkonzentration sinkt die Hamoglobinkonzentration, nimmt die Binungskapazität ab Anämie: Partialdruck normal, O2 Gehalt erniedrigt 
• Sichelzellanämie Erbkrsnkheit an der Position 6 der Beat Kette Glutaminsäure durch Valin ersetzt dieses Hb wird als HbS bezeichnet
• Thalassämie synthese von Beta Ketten oder Alpha Ketten , wobei Beta häufiger , verringert gestörter Sauertsofftransport = Auswirkungen auf die Lebensdauer und Form von Erys 
• Linksversxhiebung pH hoch (H+ Konz niedriger) pCO2, Temperatur, 2,3 BPG erniedrigt  Affinitätzunahme
• Rechtsverschiebung pH sinkt (H+ Konz. Erhöht)  pCO2, Temperatur, 2,3 BPG steigen Affinitätsabnahme 
• Halbsättigungsdruck 25 mmHg
• Gemischt venöser pO2 40 mmHg

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