1. Diffusionsgesetz nach Fick für Lungengasaustausch
1A Gasaustausch nach F*ck zweier Lungen
Mithilfe des 1. Fick'schen Diffusionsgesetz kann der Gasaustausch in der Lunge charakterisiert werden.
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CO2-Austausch
Lunge raucht (CO2)
Die beiden wichtigsten Gase, die in der Lunge ausgetauscht werden sind CO2 und O2.
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O2-Austausch
Lunge atmet frische Luft (O2)
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Gasaustausch in den Alveolen
Lavalampe mit alveolären Bläschen
In den Alveolen besteht die kürzeste Diffusionsstrecke im Lungengewebe. Hier findet der Hauptteil des Gasaustausches statt.
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Blut-Luft-Schranke
Schrankenregal
Die Blut-Luft-Schranke besteht aus Kapillarendothel, verschmolzener Basallamina und Pneumozyt.
5/23
Kapillarendothel - Basallamina - Pneumozyt
Ery mit Kappe 'End it' - Laminierte Schranke - Luftzelle
6/23
CO2 diffundiert leichter über Blut-Luft-Schranke als O2
Rauch steigt über Schranken-Regal, die frische Luft nicht
CO2 diffundiert ca. 20 Mal besser über die alveoläre Membran.
7/23
Diffusionsstrom M [mmol/mmHg]
Fusions-Strom des M-Magneten betreibt Bett [mm Thermometer]
Bei dem Diffusionsstrom handelt es sich um die Substanzmenge, die durch eine Barriere hindurch diffundiert. Der Diffusionsstrom kann entweder in mmol oder in mmHg beziffert werden.
8/23
(Diffusions-)Koeffizient D
Fusions-Keuschheitsgürtel aus Diamant
Die Diffusion hängt unter anderem vom diffundierenden Stoff, dem Medium und von der Temperatur ab. Diese werden im Diffusionskoeffizienten zusammengenommen.
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Fläche F
Fächer
Die Größe der Diffusionsfläche ist proportional zur diffundierenden Stoffmenge.
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Δ-Partialdruck (p)
Pyramide (Δ) und Penispumpe (Partialdruck)
Je höher die Druckdifferenz (Δ-(Delta-) p) auf beiden Seiten der Diffusionsbarriere ist, desto größer ist die diffundierende Stoffmenge.
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p1 = Gas-Partialdruck in Alveole
Kondom in Alveolenform
Die Druckdifferenz der Gase wird berechnet, indem man p2 von p1 subtrahiert. p1 entspricht dabei dem Partialdruck des Gases im Alveolarraum.
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p2 = Gas-Partialdruck in Kapillare
Rote Sex-Kappie
p2 entspricht dem Gaspartialdruck in der Kapillare.
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Dicke des Diffusionsweges
Dicker Dildo
Die Dicke des Diffusionsweges verhält sich antiproportional zur diffundierenden Stoffmenge. Aus diesem Grund steht d als einzige Variable unter dem Bruchstrich.
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Resektion eines Lungensegments: z.B. bei Tumorbefall
Mit Skalpell auf Federn (Flächenverkleinerung): kleiner Krebs
Durch Resektion/Reduktion von Lungengewebe verringert sich auch die Diffusionsfläche. Da sie über dem Bruchstrich steht, geht eine Verkleinerung mit einer Reduktion des Diffusionsstroms einher.
15/23
Lungenemphysem, Pleuraerguss
Lungen-Golem mit Samenerguss
Auch diese Erkrankungen gehen mit einer Reduktion des intakten Lungengewebes einher. Die Konsequenz ist ebenfalls eine geringere Diffusionsfläche und somit ein reduzierter Diffusionsstrom.
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COPD
COP
Auch die COPD führt zur Verminderung von intaktem Lungengewebe und somit zu einer kleineren Diffusionsfläche mit reduziertem Diffusionsstrom.
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Sauerstoffmangel verringert Δp
Knebel der Pyramide
Ein niedriger Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft (p1) resultiert in einer geringeren Differenz (Δp) zwischen p1 und p2. Da sie über dem Bruchstrich steht, verhält sie sich proportional zum Diffusionsstrom. Der geringere Sauerstoff-Partialdruck führt zu einem schlechteren Austausch von Sauerstoff.
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Herzinsuffizienz (Lungenödem) erhöht Diffusionsstrecke
Herz (in Pfütze) bei Dildo
Folge von Herzinsuffzienz kann gestaute entzündliche Flüssigkeit in der Lunge sein, die sich im Interstitium sammelt. Dort vergrößert sie die Dicke der Diffusionsstrecke (d). Da d unter dem Bruchstrich steht, geht eine größere Dicke mit einer Reduktion des Diffusionsstroms einher.
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Entzündungen (z.B. Pneumonie), Ödeme
Brennender Geldhaufen (Pneu-money), Pfütze
Auch Entzündungen in der Lunge können zu Infiltraten in der Lunge führen, die wiederum die Diffusionsstrecke (d) vergrößern. Auch hier ist die Folge die Reduktion des Diffusionsstroms.
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(1/3) Reduktion des Sauerstroffpartialdrucks
Erythrozyt verliert sein O2
Bei einem niedrigerem Diffusionsstrom verringert sich zuerst die Menge des diffundierenden Sauerstoffs. Da die Diffusionskapazität von CO2 höher ist, ist es später betroffen.
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(2/3) ↓ SpO2: Hyperventilation
Abatmung in Papiertüte bei Hyperventilation
Um den reduzierten Sauerstoffpartialdruck zu kompensieren, wird die Atmung beschleunigt. Außerdem wird das Herzzeitvolumen durch eine Beschleunigung der Herzfrequenz erhöht.
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(3/3) Hyperventilation: Alkalose durch Abatmung von CO2
Hyperventilierender F-alke verliert CO2-Molekül
Da Kohlenstoffdioxid den pH-Wert reduziert, verursacht ein niedriges CO2 eine Alkalose.
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Einleitung
Geschichte
/
Quint
Basis
Expert
Beschreibung
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1
Allgemeines
1A Gasaustausch nach F*ck zweier Lungen
Mithilfe des 1. Fick'schen Diffusionsgesetz kann der Gasaustausch in der Lunge charakterisiert werden.
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2
Allgemeines > Gasaustausch
Lunge raucht (CO2)
Die beiden wichtigsten Gase, die in der Lunge ausgetauscht werden sind CO2 und O2.
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3
Quintessence
4
Allgemeines > Gasaustausch
Lavalampe mit alveolären Bläschen
In den Alveolen besteht die kürzeste Diffusionsstrecke im Lungengewebe. Hier findet der Hauptteil des Gasaustausches statt.
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5
Allgemeines > Blut-Luft-Schranke
Schrankenregal
Die Blut-Luft-Schranke besteht aus Kapillarendothel, verschmolzener Basallamina und Pneumozyt.
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6
Allgemeines > Blut-Luft-Schranke
Ery mit Kappe 'End it' - Laminierte Schranke - Luftzelle
Basiswissen
7
Allgemeines > Blut-Luft-Schranke
Rauch steigt über Schranken-Regal, die frische Luft nicht
CO2 diffundiert ca. 20 Mal besser über die alveoläre Membran.
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8
Formel
Fusions-Strom des M-Magneten betreibt Bett [mm Thermometer]
Bei dem Diffusionsstrom handelt es sich um die Substanzmenge, die durch eine Barriere hindurch diffundiert. Der Diffusionsstrom kann entweder in mmol oder in mmHg beziffert werden.
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9
Formel > Proportionale Faktoren
Fusions-Keuschheitsgürtel aus Diamant
Die Diffusion hängt unter anderem vom diffundierenden Stoff, dem Medium und von der Temperatur ab. Diese werden im Diffusionskoeffizienten zusammengenommen.
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9/23
10
Formel > Proportionale Faktoren
Fächer
Die Größe der Diffusionsfläche ist proportional zur diffundierenden Stoffmenge.
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11
Formel > Proportionale Faktoren
Pyramide (Δ) und Penispumpe (Partialdruck)
Je höher die Druckdifferenz (Δ-(Delta-) p) auf beiden Seiten der Diffusionsbarriere ist, desto größer ist die diffundierende Stoffmenge.
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12
Formel > Proportionale Faktoren
Kondom in Alveolenform
Die Druckdifferenz der Gase wird berechnet, indem man p2 von p1 subtrahiert. p1 entspricht dabei dem Partialdruck des Gases im Alveolarraum.
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13
Formel > Proportionale Faktoren
Rote Sex-Kappie
p2 entspricht dem Gaspartialdruck in der Kapillare.
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14
Formel > Antiproportionale Faktoren
Dicker Dildo
Die Dicke des Diffusionsweges verhält sich antiproportional zur diffundierenden Stoffmenge. Aus diesem Grund steht d als einzige Variable unter dem Bruchstrich.
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15
Klinische Hinweise > Geringere Diffusionsfläche
Mit Skalpell auf Federn (Flächenverkleinerung): kleiner Krebs
Durch Resektion/Reduktion von Lungengewebe verringert sich auch die Diffusionsfläche. Da sie über dem Bruchstrich steht, geht eine Verkleinerung mit einer Reduktion des Diffusionsstroms einher.
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16
Klinische Hinweise > Geringere Diffusionsfläche
Lungen-Golem mit Samenerguss
Auch diese Erkrankungen gehen mit einer Reduktion des intakten Lungengewebes einher. Die Konsequenz ist ebenfalls eine geringere Diffusionsfläche und somit ein reduzierter Diffusionsstrom.
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17
Klinische Hinweise > Geringere Diffusionsfläche
COP
Auch die COPD führt zur Verminderung von intaktem Lungengewebe und somit zu einer kleineren Diffusionsfläche mit reduziertem Diffusionsstrom.
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18
Klinische Hinweise > Partialdruckunterschied
Knebel der Pyramide
Ein niedriger Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft (p1) resultiert in einer geringeren Differenz (Δp) zwischen p1 und p2. Da sie über dem Bruchstrich steht, verhält sie sich proportional zum Diffusionsstrom. Der geringere Sauerstoff-Partialdruck führt zu einem schlechteren Austausch von Sauerstoff.
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19
Klinische Hinweise > Erhöhung Diffusionsstrecke
Herz (in Pfütze) bei Dildo
Folge von Herzinsuffzienz kann gestaute entzündliche Flüssigkeit in der Lunge sein, die sich im Interstitium sammelt. Dort vergrößert sie die Dicke der Diffusionsstrecke (d). Da d unter dem Bruchstrich steht, geht eine größere Dicke mit einer Reduktion des Diffusionsstroms einher.
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20
Klinische Hinweise > Erhöhung Diffusionsstrecke
Brennender Geldhaufen (Pneu-money), Pfütze
Auch Entzündungen in der Lunge können zu Infiltraten in der Lunge führen, die wiederum die Diffusionsstrecke (d) vergrößern. Auch hier ist die Folge die Reduktion des Diffusionsstroms.
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21
Klinische Hinweise > Auswirkungen von Diffusionsstörungen
Erythrozyt verliert sein O2
Bei einem niedrigerem Diffusionsstrom verringert sich zuerst die Menge des diffundierenden Sauerstoffs. Da die Diffusionskapazität von CO2 höher ist, ist es später betroffen.
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22
Klinische Hinweise > Auswirkungen von Diffusionsstörungen
Abatmung in Papiertüte bei Hyperventilation
Um den reduzierten Sauerstoffpartialdruck zu kompensieren, wird die Atmung beschleunigt. Außerdem wird das Herzzeitvolumen durch eine Beschleunigung der Herzfrequenz erhöht.
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23
Klinische Hinweise > Auswirkungen von Diffusionsstörungen
Hyperventilierender F-alke verliert CO2-Molekül
Da Kohlenstoffdioxid den pH-Wert reduziert, verursacht ein niedriges CO2 eine Alkalose.
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