Die Lunge und die Lungenfunktionsdaten

Der lebensnotwendige Sauerstoff aus der Luft gelangt durch das Einatmen über die Lunge in den Blutkreislauf und wird dann auf alle Zellen des Körpers verteilt.

Sauerstoff ist notwendig, damit den Zellen Energie für ihre Lebensprozesse zur Verfügung gestellt werden kann. Dabei entsteht eine Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff, das Kohlendioxid. Kohlendioxid gelangt mit dem Ausatmen in die Umgebung.

Die über die Nase oder den Mund eingeatmete Luft strömt durch den Rachen in die Luftröhre. Die Luftröhre, sie heisst in der Fachsprache Trachea, ist ein elastisches, etwa 12 cm langes Rohr. Sie verläuft vom Hals hinunter in den Brustkorb hinter das Brustbein. Der Raum hinter dem Brustbein, zwischen dem rechten und dem linken Lungenflügel, wird in der Medizin als Mediastinum bezeichnet. Er enthält ausser der Luftröhre das Herz, den Thymus, die Speiseröhre sowie Nerven, Blutgefässe und Lymphbahnen. Die Luftröhre teilt sich in einen linken und einen rechten Zweig, die Hauptbronchien, auf. Diese treten jeweils an der Lungenwurzel in einen Lungenflügel ein und teilen sich wie bei einem Baum in immer kleinere Äste, in Bronchioli und letztlich in Lungenbläschen auf. In den 300 Millionen Lungenbläschen wird der Sauerstoff vom Blut aufgenommen und parallel dazu vom Blut Kohlendioxid and die Luft abgegeben.

Die Luftröhre und ihre Verzweigungen sind von einer Schleimhaut ausgekleidet. Durch ihren klebrig-schleimigen Überzug werden Schwebeteilchen aus der Luft gebunden und ein Besatz mit feinen beweglichen Härchen sorgt dafür, dass der Schleim mitsamt Staubteilechen Richtung Rachen transportiert wird. Durch Hüsteln oder bisweilen auch kräftiges Husten sowie das Schlucken von Schleim wird also letztlichdie Lunge gereinigt.

Die Lungenflügel ähneln in ihrer Form abgestumpften Kegeln. Sie sitzen auf dem Zwerchfell, einer muskolösen Platte, auf. Das Zwerchfell trennt den Brustraum vom Bauchraum und ist durch seine Bewegungen wesentlich an der Atmung beteiligt. Die Spitzen der Lungenflügel ragen jeweils etwas über die Schlüsselbeine empor. Nach ihrem Aufbau lassen sich die beiden Lungenflügel weiter unterteilen. Zwei tiefe Spalten gliedern den rechten Lungenflügel in Oberlappen, Mittellappen und Unterlappen. Bei der linken Lunge gibt es nur einen grossen Spalt, er teilt die Lunge in Ober- und Unterlappen. Die Lungenlappen ihrerseits lassen sich weider in Bereiche untergliedern, die eine gewisse Selbständigkeit haben, die Lungensegmente. Jede Lunge hat insgesamt 10 Segmente.

Die Lunge ist von einem mit Flüssigkeit gefüllten Spalt (Fachausdruck Pleuraspalt) umschlossen, der die Beweglichkeit gegenüber knöchernem Brustkorb als auch Zwerchfell und Mediastinum ermöglicht. Die Flüssigkeit im Pleuraspalt kann bei Entzündung infolge einer gutartigen Erkrankung, aber auch bei bösartiger Tumorerkrankung, vermehrt sein.

Neben Nerven und Blutgefässen durchziehen Lymphbahnen die Lunge, die mit einer Flüssigkeit, der Lymphe, Abfallprodukte abtransportieren und ausfiltern. Diese Bahnen bestehen aus Lymphgefässen und Lymphknoten und verlaufen nach Verlassen der Lunge durch die Lungenwurzel entlang der Luftröhre. Später münden sie in den Blutweg ein. Bei bösartigen Erkrankungen können über die Lymphgefässe auch Krebszellen abtransportiert werden. Die zwischengeschalteten Lymphknoten wirken dabei als Filter, die Zellen abfangen können. Normalerweise sind Lymphknoten bis erbsengross. Bei gutartigen und auch bei bösartigen Erkrankungen können sie anschwellen.

Ein gesunder Erwachsener kann mit einem Atemzug 3,3 bis 4,9 Liter Luft einatmen (dieses Volumen nennt man auch Vitalkapazität), aber in Ruhe werden nur etwa fünf Prozent dieses Volumens gebraucht. Es werden also etwa 0,5 Liter pro Atemzug bewegt. Bei einer durchschnittlichen Atemfrequenz von 14 Atemzügen pro Minute ergibt sich ein jährliches Gesamtvolumen von ca 3.500.000 Liter Luft. Nebenbei soll noch erwähnt werden, dass manche Leistungssportler ein Lungenvolumen zwischen 6 – 8 Liter aufweisen.

Die Lungenfunktion wird zu selten geprüft

Das Spirometer sollte in den Praxen und in den Klinikambulanzen genauso zur Grundausstattung gehören wie das Blutdruckmessgerät. Messungen auf Marktplätzen hätten ergeben, dass etwa 20 Prozent der Erwachsenen und Jugendlichen entweder Symptome oder eine Störung der Lungenfunktion haben. Deshalb müsse die Spirometrie ebenso wie die Blutdruckmessung selbstverständlicher Bestandteil einer internistischen Untersuchung sein.
Einen einfacheren Zugang zu der Untersuchung, etwa über die Apotheken, könnte dazu dienen, bislang unentdeckte Patienten mit eingeschränkter Lungenfunktion zu identifizieren. Diese sollten dann allerdings zu einer weiterführenden Untersuchung an einen Arzt verwiesen werden.

Spirometrie Einfache Lungenfunktionsprüfung

Normalwerte sind Körpergrösse-, Geschlecht- und Altersabhängig. Faustregel: Körpergrösse bei Männern x 25 in ml, Körpergrösse bei Frauen x 20 in ml

• Restriktion = eingeschränkte FVC, FEV1:FEV1-Quotient jedoch normal
• Obstruktion = normale FVC, eingeschränkter FEV1:FEV1-Quotient ( ‹ 70% der FVC)
• Bronchospasmolyse-Test = Spirometrie vor und nach Gabe von Brochospasmolytika (z.B. Berotec®)

  

  AZV = Atemzugvolumen bei normaler Atmung
  FEV1 = forciertes expiratorisches Volumen in 1 Sekunde (Einsekundenkapazität)
  FVC = forcierte Vitalkapazität (Volumen bei maximaler Einatmung)
  VC = Vitalkapazität (Volumen bei maximaler Ausatmung)

  IRV = inspiratorisches Reservevolumen
  ERV = exspiratorisches Reservevolumen
  RV = Residualvolumen

  Die wichtigsten Messwerte der Lungenfunktion sind:

  • [VK] = Vitalkapazität
    Das gesamte Volumen in Litern, das mit maximaler Anstrengung nach einer maximalen Einatmung ausgeatmet werden kann. Die Normwerte sind abhängig von Geschlecht, Alter und Körpergrösse. Diese Messung sollte – mit Ausnahme ausgeprägterer Formen von Asthma – normal verlaufen, vorausgesetzt, der zu Untersuchende arbeitet optimal mit.
  • [FEV1] = Einsekundenkapazität Das forcierte exspiratorische Volumen in l Sekunde
    Die FEV, ist diejenige Menge Luft (Volumen in Litern), die nach tiefer Einatmung mit grösster Anstrengung in einer Sekunde ausgeatmet werden kann.
    Dies ist der wichtigste Messwert der Lungenfunktion, um bei Asthmatikern die Schwere der Atemwegs-Einengung beurteilen zu können. Die FEV, sollte mit dem für das Alter, Geschlecht und die Körpergrösse errechneten Sollwert verglichen und in Prozent dieses Normwertes ausgedrückt werden
    Die Einsekundenkapazität sollte mindestens 70% des berechneten Sollwertes betragen. Eine hohe oder normale FEV! bedeutet das Fehlen einer momentanen Atemwegsverengung. Eine niedrige FEV] zeigt eine Verengung der Atemwege an, wie sie beim Asthma bronchiale zu erwarten ist.
  • [PEF] =Peakflow oder die maximale Atemstromstärke
    Der Peakflow ist diejenige Menge Luft in Litern pro Sekunde oder Minute, die bei einer maximalen Anstrengung ausgestossen werden kann. Der Peakflow wird – im Gegensatz zur Einsekundenkapazität – innerhalb der ersten Millisekunden (tausendstel Sekunden) der Ausatmung gemessen. Diese einfachste Art der Lungenfunktionsmessung kann jederzeit auch ausserhalb eines Messlabors selbst durchgeführt werden. Die maximale Atemstromstärke ist ein sehr guter Test, unter der Voraussetzung einer optimalen Mitarbeit. Der Peakflow ist eine Masszahl vor allem für die Verengung der grossen Atemwege und kann bei denjenigen Menschen, die eine ausschliessliche und ausgeprägte Verengung der kleinen Bronchien aufweisen, normal sein.
  • [MMEF] = Der maximale mittlere Ausatmungsfluss
    Dieser Messwert in Litern pro Sekunde hängt weniger von der Mitarbeit ab und zeigt insbesondere die Verengung der kleinen Atemwege an. Dieser Messwert ist deshalb so wichtig, weil er trotz normalem Peakflow und normaler Einsekundenkapazität verringert sein kann.
  • [Raw oder Rtot] = Der Atemwegswiderstand
    Der Atemwegswiderstand steigt mit der Verengung der Atemwege und wird zusammen mit dem intrathorakalen Gasvolumen in der Bodyphlethysmographie gemessen. Beide Grössen sind unabhängig von der Mitarbeit und bieten daher eine besonders gute Möglichkeit zur objektiven Lungenfunktionsmessung.
    Um die Resistance oder den Atemwegswiderstand besser zu verstehen, muss der Begriff der Atemwegsobstruktion erläutert werden: Obstruktion bedeutet Einengung bzw. Verstopfung. Liegt z.B. ein grosser Stein in einem Wasser-Abflussrohr, so verstopft (obstruiert) er den zur Verfügung stehenden Rohrquerschnitt und weniger Wasser kann abfliessen. Eine Atemwegs-Einengung kann von aussen (krampfartiges Zusammenziehen der Atemwegsmuskeln) und von innen (zäher Schleim, Schleimhautschwellung) erfolgen. Die Atemwegsobstruktion wirkt sich wie eine Strömungsbehinderung aus (der Stein im Abflussrohr behindert das freie Abströmen von Wasser). Der Strömungswiderstand R (= Resistance) hängt von dem Druck ab, der zur Erzeugung einer Strömung (hier: Atemstromstärke) erforderlich ist. Ist der Stein im Abflussrohr sehr gross, so muss ein erheblicher Druck aufgewendet werden, um das Wasser am Stein vorbei zu drücken. Sind dementsprechend die Atemwege stark eingeengt, so muss ein erheblicher Druck aufgebaut werden, um die verbrauchte Luft aus den Lungen zu pumpen.
  • [ITGV] = Das intrathorakale Gasvolumen
    Das intrathorakale (im Brustraum befindliche) Gasvolumen misst diejenige Menge Luft in Litern, die nach einer Ausatmung in der Lunge verbleibt. Das intrathorakale Gasvolumen steigt mit dem Alter, dem Körpergewicht und der Körpergrösse an und sollte in Prozent des Sollwertes angegeben werden. Das ITGV steigt an, wenn es beim Asthma bronchiale zur momentanen behinderten Ausatmung oder beim Lungenemphysem zur dauerhaften Überblähung des Brustraumes kommt.

  Übersicht aller Lungenfunktionswerte

  • VT (Liter) = Atemzugvolumen
    Atemvolumen, welches bei Ruheatmung ein- oder ausgeatmet wird
  • VC (Liter) = Vitalkapazität
    Atemvolumen zwischen maximaler Ausatmung und Einatmung
  • VC Max = höchster Wert aller Vitalkapazitätsmanöver
  • FVC (Liter) = Forcierte Vitalkapazität
    Atemvolumen, das nach einer maximalen Einatmung schnell und heftig (forciert) ausgeatmet werden kann
  • ERV (Liter) = Expiratorisches Reservevolumen
    Luftvolumen, das nach einer normalen Ruhe-Ausatmung noch zusätzlich ausgeatmet werden kann
  • IRV (Liter) = Inspiratorisches Reservevolumen
    Luftvolumen, das nach einer normalen Ruhe-Einatmung noch zusätzlich eingeatmet werden kann
  • RV (Liter) = Residualvolumen
    Luftvolumen, das nach einer maximalen Ausatmung noch in der Lunge verbleibt
  • IVC = Langsame inspiratorische Vitalkapazität
  • FRC (Liter) = Funktionelle Residualkapazität
    Luftvolumen, das nach einer normalen Ausatmung noch in der Lunge verbleibt (= ERV + RV)
  • TGV = Thorakales Gasvolumen
  • TLC (Liter) = Totalkapazität
    Gesamtlungenvolumen bei maximaler Einatmung (VC + RV)
  • FEV1 (Liter) = Einsekundenkapazität
    Luftvolumen, das innerhalb der ersten Sekunde einer maximal willkürlichen Ausatmung ausgeatmet wird
  • FEV1/VC (%) = Relative Einsekundenkapazität
    Luftvolumen, das innerhalb der ersten Sekunde einer maximal willkürlichen Ausatmung ausgeatmet wird in Prozent der inspiratorischen Vitalkapazität
  • PEF (Liter/Sek.) = Expiratorischer Spitzenfluss (Peak-Flow)
    Maximale Atemstromstärke bei forcierter Ausatmung, Spitzenfluss
  • MEF 75 = Maximaler expiratorischer Fluss bei 75% der forcierten Vitalkapazität
    Mittlere Atemstromstärke, wenn 75% der forcierten VC noch auszuatmen sind
  • MEF 50 = Maximaler expiratorischer Fluss bei 50% der forcierten Vitalkapazität
    Mittlere Atemstromstärke, wenn 50% der forcierten VC noch auszuatmen sind
  • MEF 25 = Maximaler expiratorischer Fluss bei 25% der forcierten Vitalkapazität
    Mittlere Atemstromstärke, wenn 25% der forcierten VC noch auszuatmen sind
  • RAW (cm H2O/Liter/Sek.) = Atemwegswiderstand
    Druckdifferenz (treibende Kraft) zwischen Mund und Alveole (Lungenbläschen), die eine Atemstromstärke von 1 Liter/Sek. erlaubt: je kleiner die Druckdifferenz, desto geringer der Widerstand. Der Atemwegswiderstand ist ein Mass für die Weite der Atemwege
  • DCO, TCO (ml/mmHg/Sek.) = Diffusionskapazität(Transferkapazität für Kohlenmonoxid)
    Gasmenge, die zwischen Alveole (Lungenbläschen) und rotem Blutkörperchen (Erythrozyt) ausgetauscht wird; Mass für die Aufnahme von Sauerstoff aus der Luft
  • paO2 (mmHg/Sek.) = Arterieller Sauerstoffpartialdruck
    Gasdruck von Sauerstoff im arteriellen Blut
  • paCO2 (mmHg/Sek.) = Arterieller Kohlendioxidpartialdruck
    Gasdruck von Kohlendioxid im arteriellen Blut