2. Physiologie der Atemmechanik

Die Physiologie der Atemmechanik ist bestimmt von Widerstand durch Reibung (Resistance), Elastizität (Compliance) und Trägheit (Inertance). Das folgende Kapitel erklärt die Relevanz dieser Faktoren für das respiratorische System. Der Bronchialbaum einer menschlichen Lunge hat bis zu 23 Verzweigungen, die sich während der embryologischen Entwicklung ausbilden. Das Bronchialsystem endet in den Alveolen, die dem Gasaustausch eine Oberfläche von mehr als 100 m² zur Verfügung stellen. Modellrechnungen haben ergeben, dass die eingeatmete Atemluft bis etwa zur 16. Verzweigung durch Konvektion transportiert wird, die sog. Luftleitungszone. Weiter distal muss der Gasaustausch über Diffusion erfolgen, die sog. Übergangszone findet sich in der 17.–19. Generation des Bronchialsystems, während sich die Respirationszone in der 20.–23. Generation befindet. In der Übergangs- und Respirationszone nimmt der Gesamtquerschnitt des Atemwegsystems exponentiell zu, sodass die Konvektion der Atemluft zunehmend sistiert und Diffusion für den Atemgastransport hauptverantwortlich wird.