Atemvolumina, Atemkapazität & Lungenkapazität
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Die Menge der bei der Ein- und Ausatmung in die Lunge hinein- und wieder heraustransportierten Luft wird als Atemvolumen bezeichnet.
In folgenden Ausbildungen gehen wir tiefer darauf ein:
Die Totalkapazität der Lunge liegt bei ca. 6 Liter. Dieses Lungenvolumen teilt sich auf in die Vitalkapazität und in das Residualvolumen.
Vitalkapazität und Residualvolumen
Als Vitalkapazität bezeichnet man die maximal ventilierbare Luftmenge. Der Anteil der Vitalkapazität liegt bei ca. 4,5 l und wird in drei Bestandteile untergliedert:
- Atemzugvolumen
- inspiratorisches Reservevolumen
- exspiratorisches Reservevolumen
Das inspiratorische Reservevolumen ist mit etwa 3 l der größte Volumenanteil an der Vitalkapazität. Es beschreibt die Menge an Luft, die zusätzlich zur normalen Einatmung aufgenommen werden kann.
Das Atemzugvolumen ist mit 0,5 l kleinster Bestandteil der Vitalkapazität. Dies ist die Menge an Luft, die während eines regelrechten, d.h. durchschnittlich „normalen" Atemzuges aufgenommen wird (vgl. Bley et al., 2015).
Hingegen ist das exspiratorische Reservevolumen die zusätzliche Luftmenge, die nach einer normalen Ausatmung abgegeben werden kann. Sie nimmt mit ca. 1,5 l den mittleren Platz bei der Anteilsverteilung der Vitalkapazität ein.
Die Vitalkapazität variiert anhand verschiedener Merkmalen wie Alter, Geschlecht, Körperbau und Trainingszustand. Während eine erhöhte Vitalkapazität für einen guten Trainingszustand spricht, kann eine verminderte Kapazität eine krankhafte Ursache haben (Rost, 2005).
Trotz maximaler Ausatmung verbleibt noch eine gewisse Luftmenge in der Lunge. Es kommt also zu keiner vollständigen Luftentleerung der Lunge. Dieses Volumen, das nach maximaler Ausatmung noch in der Lunge verbleibt, wird als Residualvolumen bezeichnet. Das Residualvolumen liegt bei ca. 1,5 l.
Atemhilfsmukulatur
Die normale Atemfrequenz liegt bei 12-15 Atemzügen in der Minute. Kommt es zu einer anstrengenden Tätigkeit, kann die Atemfrequenz bei einer erwachsenen Person auf bis zu 40 Atemzüge pro Minute ansteigen. Dann unterstützt die Atemhilfsmuskulatur verstärkt den Prozess der Ein- und Ausatmung, bei dem sonst vor allem das Zwerchfell und die Interkostalmuskulatur tätig sind.
Zu den Atemhilfsmuskeln zählen folgende Muskeln für die Einatmung: Mm. scaleni, M. serratus posterior superior, M. serratus posterior inferior, M. serratus anterior, M. sternoclaidomastoideus, M. pectoralis major und minor.
Bei der Ausatmung sind vor allem die Mm. intercostales interni, Mm. subcostales, M. transversus thoracis und die Bauchmuskulatur beteiligt (Schiebler, 2005).
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Totraumbelüftung
Ein Drittel der eingeatmeten Luft dient der sog. Totraumbelüftung. Als Totraum gelten jene Bereiche, in denen die Luft nicht am Gasaustausch teilnimmt. Dies sind zum Beispiel die Nase und die Luftröhre. Die Luft wird dort auf die Lunge vorbereitet, indem sie erwärmt und befeuchtet wird. Zwei Drittel der eingeatmeten Luft befindet sich in den Alveolen. Dort nimmt die Luft am Gasaustausch teil.
Literatur
- Bley et al. (2015). I care Anatomie, Physiologie. S. 166. Stuttgart: Georg Thieme Verlag.
- Rost, R. (2005). Sport- und Bewegungstherapie bei Inneren Krankheiten. Lehrbuch für Sportlehrer, Übungsleiter, Physiotherapeuten und Sportmediziner. S. 19. Köln: Deutscher Ärzte-Verlag GmbH.
- Schiebler, T. (Hrsg.) (2005). Anatomie. Histologie, Entwicklungsgeschichte, makroskopische und mikroskopische Anatomie, Topographie (9. Auflage). S. 226. Heidelberg: Springer Medizin Verlag.
