Pathophysiologie, Diagnostik und Therapie der Atempumpe
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G. Laier-Groeneveld1,2,4 · C.-P. Criée3 1
Kardiologie und Pneumologie, Universitätsmedizin Göttingen, Göttingen, Deutschland Klinik für Pneumologie und Intensivmedizin, Lungenklinik Neustadt Harz, Neustadt Harz, Deutschland 3 Beatmungsmedizin und Schlaf, Ev. Krankenhaus Göttingen-Weende. Klinik für Pneumologie, Lenglern, Deutschland 4 Bochum, Deutschland 2
© Springer Medizin Verlag GmbH, ein Teil von Springer Nature 2020 Redaktion C.-P. Criée, Bovenden-Lenglern W. Windisch, Köln
Pathophysiologie, Diagnostik und Therapie der Atempumpe Die Bedeutung der Atempumpe und ihrer Therapie, der Beatmung mit Entlastung der Atempumpe und Normalisierung des spontanen pCO2 (Kohlendioxidpartialdruck) haben sich in den letzten Jahren klinisch und in der außerklinischen Beatmungsmedizin etabliert. Intensivbeatmung, Weaning, invasive und nichtinvasive Beatmung behandeln die Atempumpinsuffizienz. Eine verbesserte Lebensqualität und verlängerte Lebenserwartung sind durch die Beatmung mit dem Ziel eines normalen pCO2 unter Spontanatmung in mehreren Studien und bei einer sehr großen Zahl so behandelter Patienten belegt.
Pathophysiologie der Atempumpe Die Hauptaufgabe der Lunge besteht in der Sauerstoffaufnahme und der Kohlendioxidabgabe. Diese Aufgabe regelt das Atmungsorgan, das aus 2 Kompartimenten besteht. Das eine Kompartiment ist die Lunge, das gasaustauschende Organ, in dem die exakt aufeinander abgestimmte Ventilation (Belüftung), Perfusion (Durchblutung) und die Diffusion(ÜbertrittderAtemgase)stattfinden. Störungen dieses Systems, sog. Gasaustauschstörungen, führen zur pulmonalen Insuffizienz. Diese ist gekennzeichnet durch eine arterielle Hypoxämie, während CO2 (Kohlendioxid) kompensatorisch durch eine gesteigerte Ventilation entfernt werden kann. Der pCO2 ist bei
der pulmonalen Insuffizienz daher normal oder sogar erniedrigt [3, 16]. Das zweite, ebenso wichtige Kompartiment ist die Atempumpe, die Luft zuund abführende Einheit, die die globale Versorgung der Lunge mit Frischluft bewirkt. Impulse des Atemzentrums werden über zentrale und periphere Nervenbahnen auf die motorischen Endplatten in der Atemmuskulatur übertragen. Durch die Kontraktion der Inspirationsmuskulatur kommt es zu einer Verminderung des Alveolardrucks und damit zum Einstrom der Atemluft, also zur Ventilation.
Pulmonale Insuffizienz Bei einer pulmonalen Insuffizienz ist aufgrund der im Vergleich zum O2 (Sauerstoff) über 20-fach höheren Diffusionsfähigkeit des CO2 (Kohlendioxid) nur die O2-Aufnahme, jedoch nicht die CO2-Abgabe gestört (. Abb. 1). Ursächlich kommen alle parenchymatösen Lungenerkrankungen mit konsekutiv gestörter Diffusion (z. B. Lungenfibrose oder ARDS [„acute respiratory distress syndrome“]) sowie primäre VentilationsPerfusions-Störungen (z. B. Lungenembolie) infrage. Solange die Atempumpe intakt ist, kommt es zu einer Bedarfshyperventilation mit Erniedrigung des pCO2.
Ventilatorische Insuffizienz Bei der normalen Ventilation verläuft die Inspiration aktiv durch Muskelkontraktion, während die Exspiration durch
die Rückstellkräfte von Lunge und Thorax pas
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