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Rhythmogenese der AtmungAtmungsbewegungen werden durch die rhythmische Tätigkeit von respiratorischen Neuronen in der Medulla oblongata (verlängertes Rückenmark) gesteuert. Der Ablauf der Rhythmogenese ist autonom. Sie muss aber an die Bedürfnisse des Organismus angepasst werden (Modifikation beim Arbeiten, Sprechen, Schlucken, Husten, Niesen etc.). Die respiratorischen Neuronen bekommen Informationen von peripheren Rezeptoren (Sensoren) und zentralen Strukturen.
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AtemfrequenzDie Atembewegungen erfolgen während der Ruhephase mit einer Frequenz von 10-20 Atemzügen pro Minute. Ein Atemzyklus dauert etwa 3-6 Sekunden. Davon entfällt auf die Einatmungsphase 1-2,5 Sekunden und auf die Ausatemphase 2-3,5 Sekunden. Respiratorische NeuroneIn einem neuronalen Netzwerk der Medulla oblongata entsteht der Atmungsrhythmus. Diese Neurone sind als ventrale respiratorische Gruppe (VRG) entlang dem Nucleus ambiguus angeordnet. Hier sind drei Neuronenklassen verschaltet:
Die Gruppe der I-Neurone lässt sich in vier Untergruppen aufteilen, je nachdem zu welchem Zeitpunkt der Einatmung sie tätig sind. Rhythmische AktivitätDie ventrale respiratorische Gruppe (VRG) wird durch die spontanaktive Formatio reticularis angetrieben . Störungen des Atemrhythmus:Störungen treten bei Herzinsuffizienzen, Lungenödemen, Fieber, Prozessen im Hirnstamm und bei psychischen Erkrankungen auf.
Bei Neugeborenen ist dies physiologisch. Langanhaltende Aussetzer können auf eine mangelnde Energieversorgung des Hirnstammes, unreifen oder pathologischen Regelmechanismus hinweisen.
Gravierendes Zeichen für Störungen im respiratorischen Netzwerk EinatmungWährend der Einatmung steigt die Aktivität der Nn. phrenici und Nn. intercostales externi. Dies bewirkt die Kontraktion des Zwerchfells und somit die Absenkung der Zwerchfellkuppel. Gleichzeitig wird der Brustkorb durch die externen Interkostalmuskeln erweitert. PostinspirationSobald die Kontraktion der inspiratorischen Interkostalmuskeln nachlässt beginnt die Ausatemphase. Diese beginnt somit passiv. Nun werden die Stimmritzen verengt. Dies erfolgt durch eine stärkere Aktivierung der Adduktoren des Kehlkopfes. Folgende Muskeln sind daran beteiligt:
Durch die Verengung wird der Luftstrom während der Ausatmung gebremst und kann mittels der Stimmbänder zur Lautbildung (Phonation) genutzt werden. Aktive AusatmungDurch die Kontraktion der exspiatorischen Interkostalmuskeln (Mm. intercostalis interni) und der exspiatorischen Abdominal- und Lumbualmuskulatur (Mm. transversus und obliquus abdominis und M. quadratus lumborum) wird der Druck im Bauchraum erhöht. Dies bewirkt ein Anheben der Zwerchfellkuppe. Der dadurch entstandene Luftstrom ist stärker und somit schwerer kontrollierbar. Diese Muskelgruppen werden unter Ruhebedingungen selten genutzt. Erfolgt eine oberflächliche schnelle Atmung (Hecheln) besteht der Atemrhythmus aus zwei Phasen der Inspiration und der Postinspiration. Respiratorisches NetzwerkIn der ventralen respiratorischen Gruppe (VRG) der Medulla oblongata entsteht der Atemrhythmus. Entlang des Nucl. ambiguus bildet die VRG eine Gewebesäule. In dem Prä-Bötzinger-Komplex liegt das Atemzentrum. Hier entsteht die Grundaktivität der Bronchialmuskulatur. NetzwerkverschaltungDas respiratorische Netzwerk wird aktiviert durch Zuflüsse vom retikulären aktivierenden System aus der Formatio reticularis. Durch Verbindungen zu anderen respiratorischen Neuronen kommt es zu erregenden und hemmenden postsynaptischen Potentialen. Auf diese Weise entwickelt sich eine periodische Oszillation des Membranpotentials. Die I-Neurone, PI-Neurone und E-Neurone sind dem primären Netzwerk nachgeschaltet. Einige Neurone haben sowohl inspiratorischen und postinspiratorische Eigenschaften. Literatur
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Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Rhythmogenese_der_Atmung aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |