Lungenvolumina und Kapazitäten: Atemzugvolumen, FRC, Residualvolumen und TLC
Kurz gesagt: Es gibt vier Lungenvolumina: Atemzugvolumen, inspiratorisches und exspiratorisches Reservevolumen und Residualvolumen. Kapazitäten sind Summen aus mindestens zwei Volumina, etwa Vitalkapazität, funktionelle Residualkapazität und totale Lungenkapazität. Alles, was das Residualvolumen enthält, kann die Spirometrie nicht messen. Dafür braucht es Verfahren wie Bodyplethysmographie oder Gasverdünnung.
Physikum-Klassiker
Modul 08 im Lernheft
4 Volumina, 4 Kapazitäten
Lernheft Atmung & Lungenfunktion18 Module von der Atemmechanik bis zur Dyspnoe, mit Fallfragen und Selbsttest. Zum passenden Material
Die Lungenvolumina sind eines der ersten Themen der Atmungsphysiologie und tauchen im Physikum regelmäßig auf, meist als Spirogramm mit der Frage, welcher Abschnitt welches Volumen zeigt, oder als Rechenaufgabe. Das Thema ist überschaubar, wenn du ein einziges Prinzip verinnerlichst: Volumina sind die Bausteine, Kapazitäten die Summen.
Welche Volumina und Kapazitäten gibt es?
Die Richtwerte in der Tabelle gelten grob für junge Erwachsene. Reale Werte hängen stark von Körpergröße, Alter und Geschlecht ab und werden immer mit Sollwerten verglichen.
Größe
Definition
Grober Richtwert
Spirometrisch messbar?
Atemzugvolumen (AZV)
Volumen eines ruhigen Atemzugs
etwa 0,5 l
ja
Inspiratorisches Reservevolumen
zusätzlich einatembar nach ruhiger Inspiration
etwa 2,5 bis 3 l
ja
Exspiratorisches Reservevolumen
zusätzlich ausatembar nach ruhiger Exspiration
etwa 1 bis 1,5 l
ja
Residualvolumen (RV)
bleibt nach maximaler Ausatmung in der Lunge
etwa 1,2 bis 1,5 l
nein
Vitalkapazität (VC)
AZV plus beide Reservevolumina
etwa 4,5 bis 5 l
ja
Inspiratorische Kapazität
AZV plus inspiratorisches Reservevolumen
etwa 3 bis 3,5 l
ja
Funktionelle Residualkapazität (FRC)
exspiratorisches Reservevolumen plus RV
etwa 2,5 bis 3 l
nein
Totale Lungenkapazität (TLC)
VC plus RV
etwa 6 l
nein
Warum ist die FRC so wichtig?
Die funktionelle Residualkapazität ist das Volumen, das am Ende einer ruhigen Ausatmung in der Lunge bleibt. Hier stehen die nach innen ziehenden Rückstellkräfte der Lunge und die nach außen gerichteten Kräfte der Thoraxwand im Gleichgewicht. Das ist die Atemruhelage. Die FRC wirkt außerdem als Puffer: Weil immer Luft in den Alveolen bleibt, schwanken die alveolären Gaspartialdrücke zwischen Ein- und Ausatmung nur wenig.
Klinisch ändert sich die FRC in typischer Richtung. Beim Emphysem steigt sie, weil die Rückstellkraft der Lunge fehlt und Air Trapping hinzukommt. Bei Lungenfibrose sinkt sie, weil die Lunge stärker nach innen zieht. In Rückenlage und bei Adipositas ist sie kleiner, weil das Zwerchfell höher steht.
Wie misst man, was die Spirometrie nicht sieht?
Weil das Residualvolumen nicht ausgeatmet werden kann, wird es indirekt bestimmt. Bei der Bodyplethysmographie sitzt die Person in einer geschlossenen Kabine, und über Druckänderungen nach dem Boyle-Mariotte-Gesetz wird das intrathorakale Gasvolumen berechnet. Bei Gasverdünnungsverfahren wird ein Indikatorgas eingeatmet, und aus seiner Verdünnung ergibt sich das Volumen, mit dem es sich vermischt hat. Gasverdünnung unterschätzt das Volumen, wenn Lungenbereiche schlecht belüftet sind, etwa bei schwerer Obstruktion, weil das Gas sie nicht erreicht.
Häufige Verwechslung
Eine reduzierte FVC beweist allein keine Restriktion. Sie kann auch durch ein erhöhtes Residualvolumen bei Obstruktion entstehen. Entscheidend ist die TLC.
Wie merkst du dir die Kapazitäten?
Zeichne ein Spirogramm mit ruhigen Atemzügen, einer maximalen Ein- und einer maximalen Ausatmung. Markiere dann von unten nach oben: RV, ERV, AZV, IRV. Jetzt fasst du zusammen. Alles ohne RV ist die Vitalkapazität. Alles unterhalb der Atemruhelage ist die FRC. Alles zusammen ist die TLC. Wer diese Skizze aus dem Kopf zeichnet, braucht keine Merkliste mehr. Rechenaufgaben im Physikum fragen fast immer nach genau diesen Summen, zum Beispiel FRC minus ERV gleich RV.
Lernheft 05
Atmung & Lungenfunktion
64 Seiten mit 18 Modulen, die Volumina, Messverfahren und klinische Muster zusammenbringen.
1. Was ist der Unterschied zwischen Volumen und Kapazität?
Volumina sind nicht weiter teilbare Abschnitte, etwa Atemzugvolumen oder Residualvolumen. Kapazitäten sind Summen aus mindestens zwei Volumina, etwa die Vitalkapazität.
2. Warum kann man das Residualvolumen nicht ausatmen?
Weil die Thoraxwand sich nicht beliebig verkleinern lässt und kleine Atemwege bei sehr niedrigem Volumen kollabieren. Ein Rest Luft bleibt deshalb immer in der Lunge.
3. Was ist die Atemruhelage?
Der Zustand am Ende einer ruhigen Ausatmung. Hier halten sich die Rückstellkräfte von Lunge und Thoraxwand die Waage, das Lungenvolumen entspricht der FRC.
4. Warum ist die FRC beim Emphysem erhöht?
Weil die elastische Rückstellkraft der Lunge vermindert ist und das Gleichgewicht zu einem größeren Volumen verschoben wird. Dazu kommt Air Trapping hinter kollabierenden Atemwegen.
5. Muss ich fürs Physikum Zahlenwerte können?
Grobe Größenordnungen helfen, vor allem für Rechenaufgaben. Wichtiger ist, welche Volumina sich zu welcher Kapazität addieren und welche spirometrisch messbar sind.
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