Das menschliche Atmungssystem

Das menschliche Atmungssystem ist ein komplexes und faszinierendes Netzwerk, das für den Gasaustausch in unserem Körper unerlässlich ist. Es versorgt uns mit lebenswichtigem Sauerstoff und entfernt Kohlendioxid. Für Studierende der Pflege und Medizin ist ein tiefgreifendes Verständnis dieses Systems essenziell. In diesem umfassenden Artikel beleuchten wir Aufbau, Funktion und häufige Erkrankungen des Atmungssystems.

Anatomie und Physiologie: Das menschliche Atmungssystem im Detail

Das Atmungssystem lässt sich grob in obere (Nase, Nasennebenhöhlen, Mund, Rachen) und untere Atemwege (Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien, Lunge) unterteilen. Jeder Bestandteil spielt eine wichtige Rolle für die Atmung und den Gasaustausch.

Der Aufbau der Lunge: Lungenflügel und Lappen

Unsere Lunge besteht aus zwei Lungenflügeln, die sich in mehrere Lappen gliedern. Die rechte Lunge hat drei Lappen (Ober-, Mittel- und Unterlappen), während die linke Lunge mit nur zwei Lappen (Ober- und Unterlappen) etwas kleiner ist, um Platz für das Herz zu schaffen. Die Lungen sind die relativ leichtesten Organe, weich, elastisch und schwammig.

Die Farbe der Lunge verändert sich im Laufe des Lebens: Bei Neugeborenen ist sie rosa, später wird sie durch Rußablagerungen fleckig, grau bis schwarz. Die Lungenbasis ruht auf der Zwerchfellkuppel, während die Lungenspitze die erste Rippe überragt. Der Lungenhilus dient als Eintritts- und Austrittspforte für Hauptbronchus, Lungenarterie, Lungenvene, Lymphgefäße und Nerven.

Der Bronchialbaum: Verästelungen bis zu den Alveolen

Der Bronchialbaum ist die Gesamtheit der Bronchien und Bronchiolen. Er beginnt mit dem linken und rechten Stamm- oder Hauptbronchius. Der rechte Hauptbronchus verläuft steiler und hat einen größeren Durchmesser als der linke, was dazu führt, dass aspirierte Fremdkörper meist rechts zu finden sind.

Von den Hauptbronchien zweigen sich die Lappenbronchien ab (rechts drei, links zwei), gefolgt von den Segmentbronchien. Diese verästeln sich weiter zu den Bronchiolen, die einen Durchmesser von 1 mm oder kleiner aufweisen und knorpelfrei sind, aber kräftige Spiralmuskeln besitzen. Am Ende des Bronchialbaums liegen die Lungenbläschen (Alveolen), deren dünne Wände mit elastischen Fasern für den Gasaustausch entscheidend sind.

Die Pleura (Lungenfell) und ihre Funktion

Die Pleura, bestehend aus Lungenfell (Pleura visceralis) und Rippenfell (Pleura parietalis), umgibt die Lunge. Zwischen diesen Blättern liegt der Pleuraspalt, ein kapillärer Raum, der mit seröser Flüssigkeit gefüllt ist. Diese Flüssigkeit ermöglicht es der Lunge, den Bewegungen von Thorax und Zwerchfell fast reibungsfrei zu folgen und sich optimal auszudehnen.

Der Atmungsvorgang: Inspiration und Exspiration

Die Atmung dient der Sauerstoffaufnahme und der Kohlendioxidabgabe. Sie erfolgt durch koordinierte Bewegungen des Thorax und des Zwerchfells. Man unterscheidet zwischen Bauchatmung (Zwerchfellatmung) und Brustatmung (thorakale Atmung).

Vorgänge beim Einatmen (Inspiration):

1. Kontraktion der Einatmungsmuskeln (z.B. Zwerchfell).
2. Vergrößerung des Thorax-Innenraums und Lungendehnung.
3. Entstehung eines Unterdrucks im Thorax-Innenraum und den Lungen.
4. Luft strömt so lange ein, bis ein Druckausgleich erreicht ist.

Vorgänge beim Ausatmen (Exspiration):

1. Erschlaffung der Einatmungsmuskeln.
2. Verkleinerung des Thorax-Innenraums und der Lungen.
3. Entstehung eines Überdrucks im Thorax-Innenraum und den Lungen.
4. Luft strömt so lange aus, bis ein Druckausgleich erfolgt ist.

Das Atemzugvolumen beträgt etwa 500 ml Luft. Ein Residualvolumen von ca. 1500 ml verbleibt nach erfolgter Ausatmung in der Lunge. Die Ventilation bezeichnet die Lungenbelüftung und den Gasaustausch.

Sauerstoffsättigung im Blut (SpO₂): Normwerte und Bedeutung

Die Sauerstoffsättigung (SpO₂) ist ein wichtiger Indikator für die Sauerstoffversorgung des Körpers. Sie wird oft mittels Pulsoxymetrie nicht-invasiv an Fingerkuppe oder Ohrläppchen gemessen.

Normwerte und Abweichungen:

• Pulsoxymetrie: 98–100 % (normal).
• Arterielle Blutgasanalyse (BGA): 94–97 % (normal).
• Venöse BGA: Werte um 73 % (normal, da Sauerstoff bereits abgegeben).
• 90–94 %: Mäßige Hypoxämie, ärztliche Kontrolle empfohlen.
• Unter 90 %: Kritisch, sofortige ärztliche Abklärung notwendig.
• Unter 80 %: Notfall, stationäre Behandlung erforderlich.

Die Sauerstoffsättigung kann durch Höhenlage, Atemwegserkrankungen, Herzprobleme, Schlafapnoe oder körperliche Erschöpfung beeinflusst werden. Langfristig niedrige Werte können zu Organschäden führen.

Wichtige Begriffsklärungen und Atemfrequenzen

Für ein umfassendes Verständnis sind folgende Begriffe essenziell:

• Trachea: Luftröhre.
• Inspiration: Einatmung.
• Exspiration: Ausatmung.
• Dyspnoe: Erschwerung der Atmung (Atemnot).
• Tachypnoe: Beschleunigte Atmung.
• Bradypnoe: Verlangsamte Atmung.
• Apnoe: Atemstillstand.
• Hyperventilation: Übermäßig gesteigerte Atmung.

Atemfrequenzen (Atemzüge pro Minute):

• Neugeborene: 40–45
• Kleinkinder: 25–30
• Erwachsene: 16–20

Pathologie des Atmungssystems: Häufige Erkrankungen

Verschiedene Erkrankungen können das menschliche Atmungssystem beeinträchtigen. Hier ein Überblick über einige der wichtigsten.

Asthma Bronchiale: Ursachen, Symptome und Therapie

Asthma Bronchiale ist eine anfallsweise auftretende Atemnot, die durch eine ganz oder teilweise reversible Atemwegsobstruktion gekennzeichnet ist. Diese entsteht durch Schwellung der Bronchialschleimhaut, Bronchospasmus und übermäßige Schleimbildung.

Krankheitsentstehung:

• Exogen-allergisches Asthma („extrinsic“-Asthma): Ausgelöst durch Allergene wie Tierhaare oder Hausstaub.
• Nicht allergisches Asthma („intrinsic“-Asthma): Ausgelöst durch Infekte, Noxen (z.B. Putzmittel) oder kalte Luft.

Symptome:

• Leitsymptom: Atemnotanfall mit erschwerter, verlängerter Ausatmung und giemenden, pfeifenden und brummenden Atemgeräuschen.
• Erstickungs- und Todesangst.
• Husten (anfangs trocken, später mit zähem, glasigem Schleim).
• „Asthmatikerstellung“ (aufrechte Haltung, Arme abgestützt zur Unterstützung der Atemhilfsmuskulatur).
• Alarmsymptome: Verlangsamte, unregelmäßige Ausatmung, vermindertes Atemgeräusch, Zyanose (Blaufärbung der Haut/Schleimhäute).

Therapie/Pflege bei Asthma:

• Meiden auslösender Stoffe.
• Medikamente zur Bronchienerweiterung und Entzündungshemmung (z.B. Kortison).
• Oberkörperhochlagerung, Arme hochlagern, Fenster öffnen.
• Enge Kleidung entfernen, Beruhigung des Patienten.

Der Spacer: Eine wichtige Inhalationshilfe

Ein Spacer ist eine Inhalierhilfe, die zwischen Dosieraerosol und Mund eingesetzt wird. Er dient als Vorschaltkammer, in der sich das Medikament sammelt, bevor es eingeatmet wird. Merke: „Der Spacer erleichtert die Inhalation und verbessert die Medikamentenwirkung in der Lunge.“

Ziele und Vorteile eines Spacers:

• Verbesserung der Medikamentenaufnahme in die Lunge.
• Verringerung von Koordinationsproblemen zwischen Sprühstoß und Einatmung.
• Weniger Medikamentenablagerung im Mund-Rachen-Raum, Reduktion von Nebenwirkungen.
• Erleichterung der Anwendung bei Kindern, älteren Menschen und pflegebedürftigen Personen.

Anwendung eines Spacers:

1. Schutzkappe vom Dosieraerosol entfernen und schütteln.
2. Dosieraerosol in den Spacer einsetzen.
3. Tief ausatmen.
4. Mundstück mit den Lippen umschließen.
5. Sprühstoß auslösen.
6. Langsam und tief einatmen (alternativ bei Kindern: 4–6 ruhige Atemzüge).
7. Atem kurz anhalten (ca. 5–10 Sekunden).
8. Langsam ausatmen.

Wichtige Pflege- und Hygieneregeln für Spacer:

• Reinigung meist 1x wöchentlich mit warmem Wasser und mildem Spülmittel.
• Nicht trocken auswischen, um statische Aufladung zu verhindern; an der Luft trocknen lassen.
• Regelmäßige Kontrolle auf Risse, Verschmutzungen und Ventile (Herstellerangaben beachten).

Typische Anwendungsfehler:

• Zu schnelle Einatmung, mehrere Sprühstöße gleichzeitig, fehlendes Schütteln des Dosieraerosols.
• Keine dichte Umschließung des Mundstücks, Spacer nicht gereinigt.

Besonderheiten bei Kindern: Bei kleinen Kindern wird häufig eine Gesichtsmaske verwendet. Wichtig sind eine ruhige Umgebung, gute Abdichtung der Maske und mehrere ruhige Atemzüge nach dem Sprühstoß.

Chronische Bronchitis: Definition und Schweregrade

Die chronische Bronchitis ist nach WHO definiert als Husten und Auswurf an den meisten Tagen von mindestens drei Monaten in zwei aufeinanderfolgenden Jahren. Sie ist eine chronische Entzündung der Bronchien.

Symptome: Husten, Auswurf (weiß/schleimig), Atemnot, Zyanose.

Schweregrade:

• Einfache chronische Bronchitis: Husten und Auswurf ohne Obstruktion.
• Chronisch-obstruktive Bronchitis: Husten und Auswurf mit Obstruktion (Verengung der Atemwege).
• Obstruktives Emphysem: Chronisch entzündete, verengte Bronchien mit Überblähung der Alveolen.

Therapie/Pflege bei Bronchitis: Rauchstopp, Medikamente (Sekretolytika, Antiobstruktiva), Antibiose bei Infekten, keine Hustenstiller, spezielle Atemtechniken (z.B. Lippenbremse), körperliche Aktivität, Inhalation mit Kochsalzlösung, Grippeimpfung.

Pneumonie (Lungenentzündung): Ursachen, Symptome und Risikofaktoren

Eine Pneumonie ist eine Entzündung des Lungenparenchyms, verursacht durch infektiöse, allergische oder physikalisch-chemische Faktoren. Sie kann infektiös (Pilze, Viren, Bakterien) oder nicht-infektiös (Fremdkörper, Flüssigkeit) sein.

Einteilungen: Lobärpneumonie (Lappen), Bronchopneumonie (Bronchien), Interstitielle Pneumonie (Bindegewebe), Pleuropneumonie (mit Pleuraentzündung). Man unterscheidet auch primäre (zuhause erworben), sekundäre (folgt anderen Erkrankungen) und nosokomiale (im KH/Pflegeheim erworben) Pneumonien.

Typische Pneumonie (z.B. Pneumokokken):

• Akut einsetzendes, schweres Krankheitsbild innerhalb von 12-24 Stunden.
• Plötzlich hohes Fieber mit Schüttelfrost, Husten mit eitrigem, gelblich-grünem Sputum (evtl. Blutbeimengung, rötlich-braun).
• Dyspnoe, Zyanose, atemabhängige Schmerzen, süßlich übelriechender Mundgeruch, Tachypnoe, Nasenflügeln, Schonatmung.

Atypische Pneumonie (z.B. Chlamydien, Viren):

• Beginnt uncharakteristisch, trockener Husten, Fieber unter 39 Grad.
• Allgemeinbefinden nur mäßig eingeschränkt, oft als Grippe fehlinterpretiert.

Risikofaktoren: Chronische Bronchitis (Minderbelüftung), Refluxkrankheit (Aspirationsgefahr), Rauchen (geschädigte Flimmerhärchen), deformierter Brustkorb (eingeschränkte Lungenfunktion).

Therapie/Pflege bei Pneumonie: Körperliche Schonung, Bettruhe, Antibiose, fiebersenkende Maßnahmen, ausreichende Flüssigkeitszufuhr, Thromboseprophylaxe, leichte Krankengymnastik (Atemübungen), O2-Gabe, Inhalationen.

COPD (Chronisch-Obstruktive Lungenerkrankung): Eine fortschreitende Krankheit

COPD ist eine chronische Lungenerkrankung, die durch eine fortschreitende Verengung der Atemwege gekennzeichnet ist. Rauchen ist der wichtigste Risikofaktor.

Symptome (AHA-Regel):

• Auswurf
• Husten (täglich über längere Zeit)
• Atemnot (zunächst bei Belastung, später auch in Ruhe)

Weitere Symptome: Pfeifende und brummende Atemgeräusche, verstärkte Beschwerden bei Erkältungen, Exazerbationen (plötzliche Verschlechterungen).

Folgen: Lungenemphysem (Überblähung der Lungenbläschen), Leistungsabfall, Muskelatrophie, Kachexie, soziale Isolation bis zur Depression, erhöhte Sterblichkeit.

Therapieziele: Rauchstopp, Fortschreiten verhindern, Belastbarkeit verbessern, Symptomlinderung, Lebensqualität erhalten, Exazerbationen und Komplikationen vorbeugen.

Mukoviszidose (Cystische Fibrose): Eine angeborene Stoffwechselerkrankung

Mukoviszidose (Synonym: Cystische Fibrose, CF) ist eine angeborene Stoffwechselerkrankung, die durch eine Veränderung des Mukoviszidose-Gens (CFTR-Gen) verursacht wird. Mukos bedeutet Schleim, viscidos bedeutet zäh. Diese genetische Veränderung führt zu einem Ungleichgewicht im Salz-Wasser-Haushalt der Zellen, wodurch ein zu zäher Schleim gebildet wird.

Dieser zähe Schleim verstopft nach und nach lebenswichtige Organe.

Betroffene Organe und Folgen:

• Lunge: Husten, Atemnot, wiederkehrende Entzündungen.
• Bauchspeicheldrüse: Unterernährung, Gedeihstörungen, Diabetes.
• Galle: Verstopfte Gallengänge.
• Leber.
• Darm: Chronische Verstopfung, Darmverschluss.

Patientenorientierte Pflege und Risikoeinschätzung

Für eine effektive Pflege von Patienten mit Atemwegserkrankungen sind verschiedene Tools und Maßnahmen wichtig.

Die Biensteinskala: Einschätzung des pulmonalen Risikos

Die Atemskala nach Bienstein dient der Überwachung und Dokumentation des pulmonalen Risikos. Erfasst werden Kriterien wie:

• Bereitschaft zur Mitarbeit, akute/frühere Lungenerkrankung, Immunschwäche.
• Rauchen/Passivrauchen, Schmerzen, Schluckstörungen.
• Mobilitätseinschränkungen, lungengefährdende Berufstätigkeit, Intubationsnarkose.
• Bewusstseinslage, Atemanstrengung, Atemfrequenz, atemdepressive Medikamente.

Die Auswertung erfolgt über einen Gesamtscore (0-45 Punkte): 0-6 Punkte (nicht gefährdet), 7-15 Punkte (gefährdet), 16-45 Punkte (stark gefährdet). Bei Gefährdung sind prophylaktische Maßnahmen indiziert.

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zum Atmungssystem

Wie viele Lungenlappen hat die rechte und linke Lunge?

Die rechte Lunge besitzt drei Lappen (Ober-, Mittel- und Unterlappen), während die linke Lunge zwei Lappen (Ober- und Unterlappen) hat, da hier das Herz liegt und Platz benötigt.

Was ist der Unterschied zwischen Inspiration und Exspiration?

Inspiration ist der aktive Vorgang des Einatmens, bei dem sich der Brustkorb erweitert und Luft in die Lunge strömt. Exspiration ist der passive Vorgang des Ausatmens, bei dem sich der Brustkorb verkleinert und Luft aus der Lunge entweicht.

Was bedeutet Dyspnoe, Tachypnoe und Bradypnoe?

Dyspnoe ist der Fachbegriff für Atemnot oder erschwerte Atmung. Tachypnoe bezeichnet eine beschleunigte Atmung, während Bradypnoe eine verlangsamte Atmung beschreibt. Bei Apnoe handelt es sich um einen Atemstillstand und Hyperventilation um eine übermäßig gesteigerte Atmung.

Welche Risikofaktoren gibt es für eine Pneumonie?

Zu den Haupt-Risikofaktoren zählen Vorerkrankungen wie chronische Bronchitis oder Refluxkrankheit, Rauchen, das die Reinigungsfunktion der Atemwege beeinträchtigt, sowie anatomische Fehlstellungen des Brustkorbs, die die Lungenfunktion einschränken.

Warum ist ein Rauchstopp bei COPD so wichtig?

Ein Rauchstopp ist der wichtigste therapeutische Schritt bei COPD, da Rauchen die Hauptursache der Erkrankung ist. Er kann das Fortschreiten der Krankheit verlangsamen, Symptome lindern und die Lebensqualität sowie die Überlebensrate deutlich verbessern.