Die Atmung OBM H Engel 1 Nur wer

Die Atmung © OBM H. Engel 1

Nur wer Kenntnisse von Atmung, Herztätigkeit und Kreislauf besitzt und den Ablauf der lebensnotwendigen Vorgänge im Körper begreift, kann auch die Notwendigkeit des Atemschutzes verstehen. © OBM H. Engel 2

Atemluftbedarf Kurzzeitige Schwerstarbeit 80 60 Schwere Arbeit Mittlere Arbeit 40 30 Laufen Gehen 20 0 10 20 30 40 50 60 70 Liter/min © OBM H. Engel 3

Sauerstoffbedarf in Liter Ca. 3, 00 l Schwerste Arbeit Schwere Arbeit Leichte Arbeit in Ruhe © OBM H. Engel Ca. 2, 00 l Ca. 0, 80 l Ca. 0, 25 l 4

Zusammensetzung der Atemluft Einatemluft Ausatemluft Sauerstoff 21% Sauerstoff 17% Stickstoff 78% Kohlendioxid 0, 04% Kohlendioxid 4, 04% Edelgase, Wasserstoff 0, 96% © OBM H. Engel 6

Die Atemorgane © OBM H. Engel 7

Die Atemorgane Obere Atemwege Nase Mund Rachen Kehlkopf © OBM H. Engel 8

Obere Atemwege Diese Organe haben u. a. die Aufgabe, die Atemluft zu erwärmen, anzufeuchten und zu reinigen. Bereits hier werden kleinere Fremdkörper aufgehalten und gelangen somit nicht in die unteren Atemwege. Der Kehlkopf ist die Trennungslinie zwischen den unteren und den oberen Atemwegen. Er dient als Stimmorgan und schütz die unteren Atemwege vor Fremdkörpern. Beim Schlucken schließt der Kehlkopfdeckel die Luftröhre, damit Speisen in die direkt daneben liegende Speiseröhre gelangen können. © OBM H. Engel 9

Die Atemorgane Untere Atemwege Luftröhre Bronchien / Bronchiolen Kapillaren Lungenbläschen (Alveolen) © OBM H. Engel 10

Untere Atemwege Die unteren Atemwege beginnen mit der Luftröhre. Diese teilt sich im Brustraum in zwei Hauptäste, den so genannten Bronchien. Jede dieser Bronchien mündet in einem Lungenflügel. Sie ragen in die Lungen hinein und teilen sich dort in mehrere kleinere Äste, die Bronchiolen, und verzweigen sich immer mehr, bis sie schließlich in die Lungenbläschen (Alveolen) münden. Die Alveolen hängen wie Trauben an den Bronchiolen. In ihnen findet der Gasaustausch, die sog. äußere Atmung statt. © OBM H. Engel 11

Untere Atemwege Die Lunge besteht aus zwei sackförmigen Hohlorganen, dem rechten und dem linken Lungenflügel. Am Ende der Verzweigungen der Bronchiolen befinden sich die Lungenbläschen (Alveolen). Diese sind mit Luft gefüllt und geben der Lunge ein schwammiges Aussehen. Die Wände der Alveolen sind sehr dünn, damit dort der Gasaustausch (äußere Atmung) stattfinden kann. Die ca. 500 Millionen Alveolen ergeben eine Fläche von ca. 100 m², die einzig dem Gasaustausch dient. Überzogen ist die Lunge von dem Lungenfell (einer glatten Haut). Die Lunge ist umschlossen vom Brustkorb (Rippen und Brustbein). Der Brustraum wird zum Bauchraum hin durch das Zwerchfell getrennt. © OBM H. Engel 12

Der Blutkreislauf © OBM H. Engel 13

HEART - FACTS: - Faustgroßer Hohlmuskel - Pumpe für den menschlichen Kreislauf - Schlägt durchschnittlich 80 mal pro Minute - Links unter dem Brustbein, zwischen der 4. und 8. Rippe - 250 g – 500 g - Größe und Gewicht ist abhängig vom Trainingszustand Herzminutenvolumen (HMV) - Menge an Blut in Litern pro Minute - HMV = Auswurfvolumen x Schlagfrequenz - 70 ml Auswurfvolumen - 60 – 80 Herzaktionen/min - HMV von ca. 5 Litern/min © OBM H. Engel 14

Herzinnenräume • Vier Abschnitte – Rechter und linker Vorhof – Rechte und linke Herzkammer • rechte und linke Seite wird durch die Herzscheidewand getrennt © OBM H. Engel 15

Funktion des Herzens • Jeder Mensch verfügt über • • © OBM H. Engel zwei Kreisläufe, den Körperund den Lungenkreislauf, die beide im Herz zusammenkommen Die kleinere linke Kammer pumpt das sauerstoffreiche Blut von der Lunge in den Körper Die größere rechte Kammer pumpt das sauerstoffarme Blut wieder in den Lungenkreislauf 16

Der Atemvorgang © OBM H. Engel 18

Atemvorgang Die Atmung des Menschen ist ein sich ständig wiederholender, unbewusst, ablaufender Vorgang Beispielwerte für Erwachsene Atemzugvolumen (AZV) Atemfrequenz (AF) Atemminutenvolumen (AMV) 0, 5 - 4, 5 l 10 -18 pro Minute 10 x 0, 5 l => 5 l/Min. (in Ruhe) 18 x 4, 5 l => 81 l/Min. (bei schwerer Arbeit) Der durchschnittliche Luftverbrauch im Feuerwehreinsatz ist auf 40 L/Min. festgelegt. (Volumen eines normalen Atemzug 0, 5 Liter) © OBM H. Engel 19

Einatmen: Ausatmen: > Zusammenziehen (Senken) des Zwerchfells > Heben der Rippen > Folge: Vergrößerung des Brustraums Unterdruck > Erschlaffen (Heben) des Zwerchfells > Senken der Rippen © OBM H. Engel > Folge: Verkleinerung des Brustraums Überdruck 20

Zwerchfell Das Zwerchfell ( Diaphragma ) trennt den Brustraum vom Bauchraum ab. Es ist ein flächenförmig ausgeformter Muskel, der sich wie eine Kuppel in den Brustraum wölbt. Zieht sich der Muskel zusammen, so flacht die Wölbung ab, wodurch sich der Brustraum vergrößert. Der dadurch entstehende Unterdruck lässt die Luft in die Lunge einströmen. Die Einatmung ist ein aktiver Vorgang (Zwerchfell zieht sich zusammen - Muskelarbeit). Entspannt sich das Zwerchfell wieder, so wölbt es sich zurück in den Brustraum und verkleinert diesen. Dadurch wird die Luft quasi aus der Lunge herausgepresst. © OBM H. Engel 21

Die Zwischenrippenmuskulatur Spannt sich das Zwerchfell, so kann man erkennen, dass sich auch der Brustkorb (d. h. die Stellung der Rippen) vergrößert bzw. erweitert. Für diese aktive Hebebewegung ist die Zwischenrippenmuskulatur verantwortlich. Durch die Vergrößerung des Brustkorbinnenraumes entsteht ein Unterdruck, wodurch die Luft in die Lungen einströmen kann. Die Ausatmung ist wieder ein passiver Vorgang, denn sie kommt zustande, wenn sich die Zwischenrippenmuskulatur wieder entspannt und der Brustkorb in seine Ruhe- oder Ausgangslage zusammensinkt. © OBM H. Engel 22

Veranschaulichung des Zwerchfells © OBM H. Engel 23

Der Gasaustausch - Die roten Blutkörperchen - (O²) nehmen Sauerstoff auf und geben Kohlenstoffdioxid (CO²) ab Der Gasaustausch wird durch die Konzentrationsunterschiede von O² und CO² in Alveolen und Kapillaren vorangetrieben Aktiv sind nur Sauerstoff (O 2) und Kohlendioxid (CO 2) beteiligt. Stickstoff und Edelgase werden als Luftbestandteile zwar über die Atemwege aufgenommen und abgegeben, nehmen aber nicht am Gasaustausch im Körper teil. © OBM H. Engel 24

Wie funktioniert der Gasaustausch? Teil I Den Gasaustausch muss man sich so vorstellen, Wie die Ausbreitung von Gasen in der Luft. In der Alveole ist mehr Sauerstoff als im Blut, also wechselt der Sauerstoff ins Blut über. © OBM H. Engel 25

Wie funktioniert der Gasaustausch? Teil II Genau umgekehrt ist es beim CO². Auch hier gleichen sich die verschiedenen CO²Dichten an, und das Blut gibt demnach CO² an die Alveolen und demnach an die Luft ab. © OBM H. Engel 26

viel O² wenig CO² wenig O² viel CO² Dies ist möglich, weil die Alveolenwände undurchlässig für Flüssigkeiten aber durchlässig für Gase sind und zwischen der Einatemluft und dem Blut unterschiedliche Partialdrücke der Gase herrschen. © OBM H. Engel 27

Vitalkapazität In der Lunge findet niemals ein vollständiger Gasaustausch statt. Beim Ausatmen verbleiben noch etwa 1, 5 Liter Restluft in der Lunge und den Atmungsorganen. Das bei tiefer Einatmung und anschließend maximaler Ausatmung erreichte Volumen wird als Vitalkapazität bezeichnet. Das Volumen eines Atemzuges eines normalen Menschen im ruhigen Zustand liegt bei ca. 500 ml. Je nach Belastung steigt dieses Volumen bis zur maximalen Vitalkapazität an. © OBM H. Engel 29

Totraum Dadurch, dass die Luftwege nicht am Gasaustausch beteiligt sind, sondern nur die Atemluft transportieren, bildet sich ein sog. anatomischer Totraum. In diesem Totraum verbleibt beim Ausatmen eine Restluft von ca. 150 ml. Somit gelangt bei ruhiger Atmung je Atemzug nur ein ‘Frischluft-Volumen’ vom ca. 350 ml in die Lunge. Bei Atemschutzgeräteträgern wird der anatomische Totraum noch durch den Totraum im Atemanschluss vergrößert. Damit dieser `Maskentotraum ’ nicht zu groß ist, befindet sich im Atemanschluss eine Innenmaske. Um genügend frische Atemluft der Lunge zuzuführen ist eine tiefe und ruhige Atmung unbedingt erforderlich. Totraumflachatmung © OBM H. Engel Totraumtiefatmung 30

Atemkrise In Krisensituationen kann es bei flacher und hastiger Atmung zur Erhöhung der CO 2 -Konzentration im Blut kommen. Dadurch werden die Steuerfunktionen des Atemzentrums gestört, was die betreffenden Personen als Atemnot empfinden. Der Atemschutzgeräteträger versucht den Luftbedarf durch noch schnelleres und noch flacheres Atmen auszugleichen. Dadurch wird die O 2 -Konzentration im Blut noch weiter gesenkt, was im Endeffekt zur Bewusstseinsstörung führen kann. Durch ruhiges, gleichmäßiges und tiefes Durchatmen kann dieser Zustand behoben werden bzw. von vorn herein vermieden werden. Beachte bei einer Atemkrise folgenden Grundsatz: ! Stehe still und sammle Dich ! © OBM H. Engel 31