Inspiratorisches Reservevolumen

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 23. Januar 2017
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Das inspiratorische Reservevolumen entspricht der Luft, die ein Patient nach normalem Einatmen bei forcierter Atmung aufnehmen kann. Zusammen mit dem exspiratorischen Reservevolumen und dem Atemzugvolumen ergibt das inspiratorische Reservevolumen die Vitalkapazität. Lungenvolumina werden in der Spirometrie gemessen.

Inhaltsverzeichnis

Was ist das inspiratorische Reservevolumen?

Die menschliche Atmung zeichnet sich durch verschiedene Volumina aus. Als solche werden die einzelnen Rauminhalte der Lungen bezeichnet, die von der Atemluft bei der Atmung eingenommen werden. Die Lungenvolumina werden hauptsächlich in solche der Inspiration und der Exspiration unterschieden. Die Inspiration ist das Einatmen. Die Exspiration bezeichnet das Ausatmen.

Von den Lungenvolumina sind die Lungenkapazitäten zu unterscheiden. Sie entsprechen einer Kombinationen unterschiedlicher Lungenvolumina. Die Hauptvolumina der Lunge sind das exspiratorisches Reservevolumen, das Residualvolumen und das inspiratorisches Reservevolumen. Das Atemzeitvolumen ist dagegen das Produkt aus dem Atemzugvolumen und der Atemfrequenz.

Das inspiratorische Reservevolumen bezieht sich auf das Einatmen und entspricht dem Rauminhalt, der nach physiologischer Inspiration durch forcierte Atmung zusätzlich von Luft eingenommen werden kann. Bei einem gesunden Erwachsenen betragen das inspiratorische und exspiratorische Reservevolumen durchschnittlich rund drei Liter.

Mit der Messung der Lungenvolumen beschäftigt sich die Pneumologie. Die meisten Lungenvolumina sind auf diesem medizinischen Gebiet mittels Spirometrie ermittelbar.

Funktion & Aufgabe

Die aktive Atmung des Menschen findet über die Lungen statt. Für den Gasaustausch sind vor allem deren Alveolen zuständig. CO wird bei der Lungenatmung über Diffusionsprozesse in den Alveolen aus dem Organismus befördert.

Sauerstoff wird von den Alveolen aus der Atemluft aufgenommen und über das Blut als Transportmedium in die einzelnen Gewebe des Körpers transportiert. Jedes Körpergewebe ist auf Sauerstoff angewiesen. Die zellinternen Prozesse können ohne Sauerstoff nicht stattfinden, sodass das Körpergewebe und mit ihm die Organe bei einer Minderversorgung mit Sauerstoff absterben.

Die einzelnen Rauminhalte der Lunge stellen im Rahmen der Lungenatmung sicher, dass genügend Atemluft zur idealen Sauerstoffversorgung der Körpergewebe aufgenommen werden kann. Das Atemzugvolumen wird bei Ventilierung auf rund drei Liter erweitert. Diese drei Liter stellt das Reservevolumen oder die Ergänzungsluft zur Verfügung. Auf das inspiratorische Lungenvolumen entfallen etwa 1,5 Liter davon. Die restlichen 1,5 Liter entfallen auf das exspiratorische Reservevolumen.

Das inspiratorische Reservevolumen bezieht sich auf das Einatmen und entspricht dem Rauminhalt in der Lunge, der nach physiologischer Inspiration durch forcierte Atmung zusätzlich von Luft eingenommen werden kann.

Wenn die physiologische Atemluft mit der Ergänzungsluft addiert wird, ergibt sich ein maximaler Luftvorrat von etwa 3,5 Litern. Diese Luftmenge kann der Mensch in einem einzigen Atemzug maximal in sich aufnehmen. Die maximale Menge der Atemluft eines einzigen Atemzugs wird auch als Vitalkapazität bezeichnet.

Nach der Exspiration bleiben etwa 1,5 Liter Atemluft in Form des Residualvolumens in der Lunge und den Atemwegen erhalten. Werden die Vitalkapazität und das Residualvolumen addiert, dann ergibt sich daraus die Totalkapazität.

Das Atemzeitvolumen entspricht wiederum dem Luftvolumen, das der Mensch innerhalb einer festgelegten Zeitspanne ein- und ausatmen kann. Es entspricht einer Multiplikation der Atmungsfrequenz mit dem Atemzugvolumen und beträgt im Ruhezustand rund 7,5 Liter pro Minute.

Der Atemgrenzwert oder Minutengrenzwert entspricht hingegen dem Atemluftvolumen, das bei maximalem Atemzugvolumen pro Minute ventiliert werden kann und beträgt für einen gesunden Erwachsenen durchschnittlich zwischen 120 und 170 Litern. Aus dem inspiratorischen Reservevolumen und dem exspiratorischen Reservevolumen lässt sich unter Zuhilfenahme des Atemzugvolumens die Vitalkapazität berechnen.

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Krankheiten & Beschwerden

Das exspiratorische und das inspiratorische Reservevolumen helfen dem Pneumologen als Einzelwerte der Vitalkapazität bei der Bestimmung und Unterscheidung von obstruktiven und restriktiven Lungenerkrankungen. Obstruktive Lungenerkrankungen sind durch verengte Atemwege gekennzeichnet und liegen zum Beispiel bei Erkrankungen wie Asthma oder COPD vor. Bei restriktiven Lungenerkrankungen sind die Lunge und der Brustkorb nur eingeschränkt dehnbar. Dies ist beispielsweise bei der Lungenfibrose, bei Flüssigkeitsansammlungen im Rahmen eines Pleura-Ergusses oder einer Zwerchfellparese der Fall.

Die Vitalkapazität als Produkt aus Atemzugsvolumen und exspiratorischem sowie inspiratorischem Reservevolumen hilft dem Pneumologen unter Umständen bei der Klassifizierung von Beschwerden hin zur Obstruktion oder Restriktion. Die Vitalkapazität ist im Rahmen einer Restriktion zum Beispiel immer vermindert. Bei einer Obstruktion muss das nicht zwingend der Fall sein.

Meist findet die Messung der einzelnen Volumina im Rahmen der Spirometrie, also mittels eines Spirometers statt. Der Patient erhält dabei ein Mundstück, das an das messende Spirometer angeschlossen ist. Über das Mundstück atmet der Patient ein und aus und beachtet dabei die ärztlichen Atemanweisungen. Die Befolgung dieser Anweisungen sollte mit möglichst hoher Genauigkeit erfolgen, damit zuverlässige Ergebnisse ausgegeben werden. Falsche Messwerte können Fehldiagnosen begünstigen und falsche Therapieansätze zur Folge haben.

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