Lungendehnbarkeit

Die Dehnbarkeit ist das Verhältnis aus Volumenänderung und korrespondierender Druckänderung. Man stelle sich einen elastischen Körper, zum Beispiel einen aufgeblasenen Ballon vor. Dieser hat sowohl ein definiertes Volumen, als auch einen daraus resultierenden definierten Druck. Bläst man nun weitere Luft in den Ballon, so ändert sich das Volumen und der Druck erhöht sich. Die grafische Darstellung der Druck-Volumen-Beziehung ergibt eine Gerade, welche die Compliance bzw. Dehnbarkeit charakterisiert. Hierbei ist die Steilheit der Geraden ein Maß der Dehnbarkeit. Je größer die Dehnbarkeit ist, umso geringer steigt der Druck bei einem bestimmten Füllvolumen.

Die Dehnbarkeit kann wie folgt berechnet werden:

$${\displaystyle C={\frac {\Delta V}{\Delta p}}}$$

In der Physiologie des Atemtraktes wird die Volumenänderung durch das Atemzugvolumen beschrieben. Die Lungendehnbarkeit ist indirekt proportional zum elastischen Retraktionsdruck der Lunge. Eine hohe Lungendehnbarkeit benötigt einen niedrigen Druck, um die Lunge weiter zu füllen. Eine niedrige Lungendehnbarkeit benötigt demgegenüber einen höheren Druck, um die Lunge zu füllen. Bildet man den Reziprokwert der Lungendehnbarkeit, also den Kehrwert der Compliance, so erhält man die sogenannte Elastance E, und nicht etwa die Resistance.

Zur Darstellung dient das sogenannten Druck-Volumen-Diagramm, welches die statische Dehnbarkeit von Lunge und Thorax zum Ausdruck bringt. Dieses Diagramm wird auch als Ruhedehnungskurve oder Relaxationskurve bezeichnet. Aus diesem Diagramm kann abgelesen werden, bei welchem Druck in den Atemwegen welches Volumen in der Lunge enthalten ist. Die Kurve zeigt einen S-förmigen Verlauf, deren mittlerer Teil als steiler Kurvenabschnitt bezeichnet wird und besonders klinisch relevant ist.

Die durchschnittliche statische Lungencompliance eines Erwachsenen liegt im Stehen bei rund 200 ml/cm H₂O, d.h. wenn der transpulmonale Druck um 1 cm H₂O steigt, dehnt sich die Lunge um 200 ml aus. Die benötigte Zeit dafür beträgt zwischen 10 und 20 Sekunden. Im Liegen beträgt die Lungencompliance etwa rund 150 ml/cm H₂O.

Relevant wird Lungendehnbarkeit in der Physiologie der Atemwegserkrankungen, welche mit veränderter Lungendehnung einhergehen können. So führen zum Beispiel die Silikose oder wiederholte chronische Infektionen zur Verdichtung des Lungengrundgerüstes, welche wiederum die Lungendehnbarkeit herabsetzt. Ein weiterer wichtiger Aspekt, für den die Lungendehnbarkeit relevant ist, ist die maschinelle Beatmung. Um eine möglichst geringe Atemarbeit und damit geringe körperliche Anstrengung des Patienten zu gewährleisten und somit schonend zu beatmen, sind die Parameter so zu wählen, dass sie sich im Blick auf die Ruhedehnungskurve im steilen Bereich befinden. Die Beatmungsparameter, welche dafür notwendig sind, sind der Inspirationsdruck (P_insp) und der positive endexspiratorische Druck (PEEP, engl. positive endexpiratory pressure).