Atemsteuerung

Die Steuerung der Atmung erfolgt über spezielle Steuerzentralen, die in Bereichen des Stammhirns und der Medulla oblongata lokalisiert sind.

(Die Medulla oblongata ist der am weitesten kaudal gelegene Teil des Gehirns, der sich zwischen dem Mittelhirn (Mesencephalon) und dem Rückenmark befindet. Er bildet zusammen mit der Brücke (Pons) und dem Kleinhirn das Rhombencephalon und ist ein wichtiges Reflexzentrum)

Hier entstehen die Impulse für die Kontraktion der Atemmuskulatur. Im Atemzentrum gibt es zwei Bereiche, eine Zellgruppe steuert die Inspiration, die andere die Exspiration. Bei der Inspiration werden die inspiratorischen Nervenzellen elektrisch entladen. Diese Entladung wird über den Nervus phrenicus und die Intercostalnerven an die Atemmuskulatur weitergegeben. Siehe auch Lunge

Bei der Exspirationsphase werden die exspiratorischen Nervenzellen entladen. Gleichzeitig laden sich die inspiratorischen Nervenzellen wieder auf. Durch diese Vorgänge entsteht eine rhythmische Atemtätigkeit, die durch einen Regelkreis reguliert wird. Verletzungen des Atemzentrums, also Verletzungen bei denen Bereiche des Gehirn oberhalb der Medulla oblongata beschädigt werden, führen häufig zu einer unzureichenden Atmung, die nicht zum Überleben ausreicht.

Die Regulation der Atmung erfolgt über das Atemzentrum.

(Als Atemzentrum bezeichnet man einen nicht scharf abgrenzbaren Nervenzellverband des ZNS, der die Atmung steuert.)

Es reagiert direkt oder indirekt über Meßstellen im Körper auf Veränderungen und paßt die Atmung gegebenenfalls der neuen Situation an. Diese Meßstellen sind zentrale und periphere Chemorezeptoren sowie Dehnungsrezeptoren. Die Chemorezeptoren registrieren sowohl den CO2 (Kohlenstoffdioxid) - und O2 - Druck wie auch den pH - Wert des Blutes.

(Der pH-Wert des Blutes gibt an, wie sauer eine Lösung ist. Er wird definiert über die Menge an Wasserstoff-Ionen (H+-Ionen). Die Höhe des pH-Wertes hängt ab von der Menge an Säuren und Basen im Körper und wird vor allem vom Verhältnis zwischen Kohlendioxid (CO2) und Bikarbonat (HCO3-) bestimmt, Normalerweise beträgt der pH-Wert im Blut zwischen 7,35 und 7,45)

Die peripheren Rezeptoren sitzen an der Gabelung der Kopfschlagader, der Glomus caroticum und im Bogen der großen Körperschlagader. Die zentralen in der Medulla oblongata. Der Wert des CO2 - Druckes hat den größten Einfluß auf die Steuerung der Atmung. Eine Zunahme des CO2 - Druckes steigert die Atemtätigkeit, um das überschüssige CO2 abzuatmen. Hierzu kann das Atemzeitvolumen um das zehnfache gesteigert werden. Ein CO2 - Abfall, wie er durch die Hyperventilation verursacht werden kann, kann die Atmung hingegen bis zum vorübergehenden Atemstillstand verlangsamen.

Im Gegensatz dazu ist der Einfluß eines Abfalls der O2 Konzentration im arteriellen Blut wesentlich geringer. Hier kann das Atemzeitvolumen unter Normalbedingungen lediglich um maximal das dreifache gesteigert werden. Außer bei Menschen die an einer Erkrankung, wie zum Beispiel einer chronischen Lungenerkrankung leiden, die eine ständige, weit über dem Normalwert liegende CO2 - Konzentration verursacht, kann der Körper die Atemsteuerung umstellen. Bei solchen Menschen ist nicht der Wert der CO2 - Konzentration für die Atemregulation der ausschlaggebenste, sondern der O2 - Wert. Auch der Abfall des pH - Wertes führt über komplizierte Mechanismen zu einer Zunahme der Atemtätigkeit. Ein pH - Abfall kann das Atemzeitvolumen um das vierfache steigern. Darüber hinaus registrieren Dehnungsrezeptoren an der Bronchialwand den Funktionszustand des Lungengewebes und der Atemmuskulatur. Um so tiefer eingeatmet wird, um so stärker dehnt sich die Bronchialwand. Die Dehnungsrezeptoren leiten Impulse über den Dehnungsgrad des Lungengewebes bei der Inspiration über den Nervus vagus zum Atemzentrum. Diese Impulse führen zu einer Hemmung des Inspirationszentrums.Darüber hinaus haben auch vermehrte Muskelarbeit, die Körpertemperatur,psychische Erregung und Schmerzen einen Einfluß auf die Atemtätigkeit. Auch willkürliche Befehle können die Atmung für eine beschränkte Zeit beschleunigen.

Besondere Vorsicht ist bei Patienten mit chronisch-obstruktiven Lungenerkrankungen oder ALS geboten: Die normale Atemsteuerung geschieht durch das Atemzentrum, wenn eine gewisse CO2-Konzentration im Blut erreicht ist. Chemorezeptoren in der Aorta und Arteria carotis messen ständig die CO2-Konzentration im Blut und geben die Werte an das Atemzentrum weiter. Bei den Patienten mit chronischer Ateminsuffizienz haben sich aber das Atemzentrum und die Rezeptoren an die ständig erhöhte CO2-Konzentration gewöhnt. Die Atmung wird nun über den verminderten O2-Gehalt des Blutes gesteuert. Den einzigen Atemantrieb stellt der Sauerstoffmangel im Blut dar. Wird dieser nun durch die Sauerstofftherapie behoben, entfällt der letzte Atemanreiz. Verabreicht man nun einem solchen Patienten reinen Sauerstoff, so wird der durch den O2-Mangel verursachte Atemreiz aufgehoben und es können Bewusstlosigkeit und Atemstillstand auftreten. Dies kann zu einem extremen Kohlendioxid-Anstieg und zur Atemlähmung ("CO2-Narkose") führen, die eine rasche Intubation erfordert, anderenfalls führt sie zum Tode.

Quellen Wikipedia , Pflegewiki , kardiotechnik.org,Netdoktor