Offener, geschlossener und Spannungspneumothorax

Der Pneumothorax (führt auch zu Lungenkollaps) ist die Folge von Luft- oder Gasansammlung in der Pleurahöhle, also im Innern der Pleura.

Die Pleura ist die äußere Haut der Lunge und wird aus zwei Schichten (oder Blättern) gebildet:

  • Außen oder parietal – in Kontakt mit dem Brustkorb,
  • Innen oder viszeral, in Kontakt mit dem Lungengewebe.

Die eingeschlossene Luft stammt:

  • von außerhalb des Körpers,
  • aus der Lunge selbst.

Der Pneumothorax kann sein:

  • monolateral,
  • bilateral (wenn beide Lungenflügel betroffen sind).

Zwischen der Pleura viszeralis und parietalis befindet sich die Pleurahöhle, das ist ein sehr kleiner Raum, der eine kleine Menge seröse Flüssigkeit (2-3 ml für jeden Lungenflügel) enthält.

Die Pleura viszeralis bleibt ständig in Kontakt mit der Pleura parietalis, denn zwischen ihnen besteht ein negativer Druck (-3mmHg), auch Donders-Unterdruck genannt.
Dieser negative Druck ist für die korrekte Atmung wichtig: besteht er nicht, würden wir nach wenigen Minuten wegen Asphyxie sterben.
Warum der negative Druck eine grundlegende Rolle spielt: er hält das Lungengewebe und den Brustkorb zusammen, daher erweitern sich mit der Thoraxbewegung automatisch die Lungenflügel.

Gewöhnlich befindet sich die Luft in den Lungenflügeln:

  • in den Bronchien
  • in den Alveolen.

Bei Patienten mit einem Pneumothorax besteht kein negativer Druck mehr zwischen den Pleurablättern:

  • In der Einatmungsphase gelangt keine Luft in die Lunge.
  • Beim Ausatmen tritt keine Luft aus.

Die Luft ist frei im Pleuraraum, deshalb:

  • gibt es keinen Donders-Druck,
  • die Lunge kollabiert.

Folge ist eine Ateminsuffizienz verschiedenen Grades, je nach Schwere des Pneumothorax.

 

Entwicklung des Pneumothorax (Pathophysiologie)

Atemmechanik

Die Lunge hat eine natürliche Neigung zu kollabieren, da Kräfte vorhanden sind, die dazu tendieren, das Gewebe zurückzuziehen:

Die Fasern des Lungengewebes bestehen aus:

  • Elastin (das sich leicht verlängern kann),
  • Kollagen (ziemlich straff).

In Ruhestellung erfahren die Fasern nur einen leichten Zug, doch während der Inspiration erhöht sich die Spannung.

Aus diesem Grund:

  • wird beim Einatmen eine Muskelkontraktion (Arbeit) benötigt,
  • geschieht es beim Ausatmen automatisch, dass die elastischen Fasern in ihre Ruheposition zurückkehren.

Die Oberflächenspannung ist die Kraft, die der Vergrößerung der Oberfläche einer Flüssigkeit bei Kontakt mit der Luft dient.
Es bestehen Anziehungskräfte unter den Molekülen einer Flüssigkeit, die größer sind als die Kräfte zwischen Flüssigkeit und Gas (in diesem Fall die Luft in den Alveolen).

Oberflächespannung

Oberflächespannung

 

 

 

 

 

 

Um die Größe der Alveolen während der Inspiration zu vergrößern, muss die flüssige Oberfläche bei Kontakt mit der Luft erhöht werden, dazu dient aber eine große Kraft, um die Oberflächenspannung der Flüssigkeit zu überwinden.
In den Alveolen gibt es:

  • viel Luft,
  • einen dünnen Flüssigkeitsfilm.

Die Anziehungskraft zwischen den Wassermolekülen neigt dazu, die Lunge kollabieren zu lassen.
Jedoch dient die Anwesenheit von Tensiden (eine Flüssigkeit, die aus Fetten und Proteinen besteht) in den Alveolen der Verringerung der Oberflächenspannung.
Das Tensid befindet sich auf der Oberfläche zwischen Luft und Wasser, dabei ist:

  • die hydrophile Komponente zum Wasser hin gerichtet,
  • der hydrophobe Anteil in Kontakt mit der Luft.

Die elastischen Kräfte, die in entgegengesetzter Richtung wirken, bewirken gegenüber dem atmosphärischen Druck einen negativen Druck im „virtuellen“ Pleuraraum.
Wenn eine anatomische Verbindung zwischen den Lungenbläschen und der Pleurahöhle besteht, dringt die Luft aus den Alveolen in den Pleuraraum (wo der Druck niedriger ist) ein.
Die eingetretene Luft verursacht eine Druckerhöhung in der Pleurahöhle und somit eine Verringerung der Dimensionen des Lungengewebes.
Die Lunge:

  • zieht sich zurück,
  • kollabiert.

Ist die in den Pleuraraum eingedrungene Luftmenge erheblich groß, verdrängt der zunehmende intrapleurale Druck:

  • das Mediastinum (das ist die Mittelregion zwischen den beiden Lungen) auf die gegenüberliegende Seite.
  • das Zwerchfell nach unten.

Das alles kann führen zu:

  • einer Verringerung der gesamten „Vitalkapazität“ der Lunge,
  • in der Folge zu einer Änderung des Gasaustausches.

Nimmt der intrapleurale Druck stark zu, verringert sich der venöse Rückstrom zum Herzen (die Blutmenge, die zum Herzen zurückkehrt) mit einer Verringerung der Herzleistung.

 

Einteilung des Pneumothorax

Offener, geschlossener und Spannungspneumothorax

Ein offener oder äußerer Pneumothorax liegt vor, wenn eine Verletzung des Brustkorbs vorliegt und es einen ständigen Luftaustausch zwischen Lunge, Pleuraraum und der äußeren Umgebung gibt.
Im Fall einer schwerwiegenden offenen Wunde tritt Luft in die Pleurahöhle ein, wenn der Patient atmet:

  • aus den Lungenflügeln,
  • von außen.

Dieses Phänomen wird als blasende Brustwunde bezeichnet.
Folge ist ein totaler Pneumothorax, nämlich dass die Lunge:

  • sich von der Pleura löst,
  • in sich selbst und zur Mitte des Brustkorbs hin kollabiert.

In diesem Fall besteht die Therapie im Verschluss der Verletzung und der Drainage der Luft aus der Pleurahöhle.

Ein geschlossener Pneumothorax liegt vor, wenn Luft in die Pleurahöhle gelangt, doch kein Luft- oder Gasaustausch mit außen besteht.
Es handelt sich um einen partiellen Pneumothorax.

 

Spannungspneumothorax

Der Ventil- oder Spannungspneumothorax wird durch die Bildung eines monodirektionalen Ventils verursacht, das den Luftstrom nur von der Lunge zur Pleurahöhle nach innen zulässt. Beim Atmen ist die Luftmenge, die eintritt, größer als die, die austritt, weil sie sich in der Pleurahöhle ansammelt und einen größeren Druck als außen verursacht.
Es ist die schwerwiegendste Art und kann zu einem vollkommenen Kollaps der Lunge führen.
Das ist eine ernste und tödliche Erkrankung und betrifft:

Spannungspneumothorax, Lungenkollaps, Kompression, Herz

  1. Atmung: der kollabierte Lungenflügel verschiebt sich auf die gegenüberliegende Seite und komprimiert den gesunden Lungenflügel (rechte Abbildung).
  2. Das führt zu einer schweren respiratorischen Insuffizienz.
  3. Blutkreislauf: die beiden Gefäße, die unter der Verlagerung des Mediastinums am meisten leiden, sind:
    • Vena cava superior,
    • Vena cava inferior.

Beide enden im rechten Vorhof.

Im Fall eines Pneumothorax mit Herzverlagerung bleiben die Öffnungen, in die die Venen gelangen, fixiert und somit entsteht eine Verlagerung und Kompression der Hohlvenen.

Konsequenzen sind:

  • eine deutliche Verringerung des venösen Rückstroms in den rechten Vorhof.
  • eine Verringerung des Blutflusses zu den Arterien und Venen der Lunge, weil das rechte Herz weniger Blut pumpt.

Das linke Herz erhält weniger Blut, dadurch wird die Herzleistung zu den Geweben des Körpers verringert: „Syndrom der verringerten Herzleistung“.
Zunächst wird im Organismus eine hohe Herzfrequenz ausgelöst, um dem restlichen Körper ausreichend Blut zuzuführen.

Dann sinkt die Herzfrequenz ab bis:

Diese Patienten können wegen akuter respiratorischer Insuffizienz schnell versterben.
Warum wird in der Pleurahöhle ein höherer Druck erreicht als in der Luft, die in den Atemwegen und in der äußeren Umgebung enthalten ist?
Ein Ventilmechanismus ermöglicht der Luft, in die Pleurahöhle einzutreten, doch nicht wieder auszutreten. Daher dringt bei der Inspiration Luft ein und erhöht den Druck.

Entwicklung zum Spannungspneumothorax
Viele Patienten mit einem Spontanpneumothorax können einen Spannungspneumothorax aufgrund von Husten entwickeln.
Husten führt zu wesentlichem Druckanstieg in den Atemwegen.
Die Folge ist eine Verschlechterung des Pneumothorax, weil noch mehr Luft in die Pleurahöhle eintritt, solange, bis es zu einem Spannungspneumothorax kommt.

 

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