Distribution

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 13. November 2016
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Unter Distribution versteht man die ungleichmäßige Verteilung von Ventilation (Belüftung der Lunge), Perfusion (Durchblutung der Lunge) und Diffusion (Gasaustausch). Dadurch wird die Arterialisierung des Blutes auch beim Gesunden vermindert. Arterialisierung beschreibt die Einstellung der arteriellen Atemgaspartialdrücke.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Distribution?

Der Mensch ist auf ständige Sauerstoffzufuhr angewiesen. Ebenso wichtig ist der Abtransport von Stoffwechselenprodukten, insbesondere Kohlendioxid. Dieser Gasaustausch findet in der Lunge, genauer gesagt in den Alveolen (Lungenbläschen), statt und wird als Ventilation bezeichnet. Die Ventilation bestimmt wie viel Sauerstoff in die Alveolen gelangt und wieviel Kohlendioxid ihnen entnommen wird.

Über die Blutbahn gelangt der Sauerstoff zum Gewebe, wo er benötigt wird. Das Kohlendioxid als Stoffwechselendprodukt gelangt ebenfalls über die Blutbahn zur Lunge, wo es ausgeatmet wird. Diese Durchblutung nennt man Perfusion. Das Ventilations-Perfusions-Verhältnis ist bei der Einstellung der arteriellen Partialdrücke der Atemgase von zentraler Bedeutung.

Der dritte Faktor, der sich allerdings nicht so stark auf die Arterialisierung des Blutes auswirkt, ist die Diffusion. Unter Diffusion versteht man den Durchtritt der Atemgase durch die Alveolarwand. Gemäß dem Fick'schen Diffusionsgesetz ist sie abhängig von den Partialdrücken der Atemgase, der Diffusionsstrecke und der Fläche die zur Verfügung steht.

Aus diesen 3 Faktoren ergibt sich die Distribution.

Funktion & Aufgabe

Die Lunge ist kein homogenes Organ, das heißt, dass nicht alle Bereiche gleich gut durchblutet und belüftet sind. Physiologisch ist es so, dass die unteren Lungenbereiche besser ventiliert und perfundiert werden, als die oberen. Außerdem gibt es einen kleinen Anteil (2 %) des Blutvolumens der an den Gasaustauschgebieten vorbeigeleitet wird. Dieses Blut wird als Shuntblut bezeichnet. Es bleibt sauerstoffarm und gelangt direkt in das arterielle System. In Folge dessen wird hier der Sauerstoffpartialdruck vermindert. Sind nun zwei Lungenbereiche unterschiedlich belüftet, so wird dem gut arterialisierten Blut aus dem stärker belüfteten Gebiet ständig schlechter arterialisiertes Blut aus dem schwächer belüfteten Gebiet zugemischt. Dadurch kommt es zu einer Mischung, bei der der O2-Partialdruck kleiner wird und der CO2-Partialdruck etwas größer.

Durch die unregelmäßige Verteilung von Ventilation, Perfusion und Diffusion und durch die zusätzliche Beimischung von Shuntblut kommt es dazu, dass im arteriellen Blut weniger Sauerstoff vorhanden ist als in den Alveolen. Über die Höhe der arteriellen Partialdrücke kann man eine Aussage über den Gesamteffekt der Atmung treffen.

Unter Distribution versteht man die ungleichmäßige Verteilung von Ventilation (Belüftung der Lunge), Perfusion (Durchblutung der Lunge) und Diffusion (Gasaustausch).

Die Lungenfunktion wird über diese Parameter gemessen. Mit dem Alter nimmt der arterielle Sauerstoffpartialdruck ab, was auf Zunahme der Verteilungsungleichmäßigkeiten zurückzuführen ist. R

ichtwerte bezüglich des arteriellen Sauerstoffpartialdrucks sind bei gesunden Jugendlichen ca 95 mmHg, bei einem 40-Jährigen 80 mmHg und bei einem 70-Jährigen 70 mmHg. Einfluss auf die tatsächliche O2-Sättigung des Hämoglobins hat der Partialdruckabfall jedoch nur geringfügig. Denn die O2-Bindungskurve weist im höheren Partialdruckbereich einen sehr flachen Verlauf auf. Das führt dazu, dass im Jugendalter die O2-Sättigung bei ca 97 % liegt und sich dieser Wert beim älteren Menschen nur auf etwa 94 % reduziert. So wird auch im Alter eine ausreichende Sauerstoffbeladung des Blutes sichergestellt.

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Krankheiten & Beschwerden

Bei Lungenkrankheiten wird die Arterialisierung umso mehr durch verschlechterte Distribution vermindert. Alle Krankheiten die Einfluss auf Ventilation, Perfusion und Diffusion haben, beeinträchtigen letztlich die Einstellung der arteriellen Atemgaspartialdrücke. Folge sind fast immer eine Abnahme des Sauerstoffpartialdrucks bei gleichzeitiger Zunahme des Kohlendioxidpartialdrucks.

Vor allem aber wird der Arterialisierungseffekt durch das Verhältnis der Ventilation zur Perfusion bestimmt. Physiologisch liegt dieser Wert bei 0,8-1. Liegt er darunter handelt es sich um eine Hypoventilation. Alle Werte darüber werden als Hyperventilation bezeichnet.

Bei einer alveolären Hypoventilation fällt der O2-Partialdruck ab und gleichzeitig steigt der CO2-Partialdruck in selbem Maße an. Diese Veränderung zeigt sich auch im Blut und es kommt zu einer Hypoxie. Dadurch wird die Hämoglobinbeladung mit Sauerstoff stark reduziert und eine Zyanose tritt auf. Eine Zyanose bezeichnet die bläuliche Verfärbung der Haut.

Die alveoläre Hyperventilation geht mit einem O2-Anstieg und einem CO2-Abfall einher. Die Organe werden allerdings nicht verbessert mit Sauerstoff versorgt, da das Hämoglobin unter normalen Bedingungen bereits maximal gesättigt ist. Jedoch kann durch den Kohlendioxidabfall die Hirndurchblutung reduziert werden.

Eine Art von Ventilationsstörung ist die sogenannte Atelektase. Es kommt zu einer Minderbelüftung von Lungenabschnitten. Hervorgerufen wird diese zum Beispiel durch Verlegung eines Bronchus. Die Folge ist eine Verschlechterung der Oxygenierung. Außerdem kann ein Pleuraerguss oder ein Pneumothorax die Ventilation beeinträchtigen und somit die Distribution verschlechtern. Beim Pleuraerguss ist eine Flüssigkeitsansammlung und beim Pneumothorax eine Luftansammlung die Ursache.

Obstruktive Ventilationsstörungen gehen mit einer Engerstellung der Bronchien einher. Dadurch wird die Belüftung der Lunge vermindert. Beispiele dafür sind Asthma bronchiale oder die chronisch obstruktive Lungenerkrankung.

Die am meisten verbreitete Perfusionsstörung ist die Lungenembolie. Durch Verschleppung eines Thrombus kommt es zum Verschluss einer Lungenarterie und die Lunge wird nicht mehr durchblutet. Der Körper versucht dies zu kompensieren, indem er den Herzschlag beschleunigt. Zudem tritt eine Dyspnoe auf.

Auch die Diffusion kann gestört werden, zum Beispiel durch ein Lungenödem. Die verschlechterte Distribution merkt der Patient vor allem daran, dass ausgeprägte Atemnot auftritt.

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