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Atmungsregulation

Menschliche Zellen sind auf den aeroben Stoffwechsel angewiesen. Die Gewinnung von O2 aus der Umwelt und der Transport zu den Geweben unter Ausscheidung des Nebenprodukts der Zellatmung (CO2) sind überlebenswichtige Prozesse und müssen genau reguliert werden. Chemorezeptoren in Lunge und Gewebe nehmen Veränderungen der Konzentration von Atemgasen wahr und senden Nachrichten an das ZNS, das wiederum Atemparameter wie Atemfrequenz oder Atemzugvolumen modifiziert, um ein Ungleichgewicht auszugleichen. Das Atemzentrum liegt in der Formatio reticularis der Medulla oblongata und besteht aus mehreren Neuronengruppen, welche miteinander verbunden sind. Eine Störung dieses Kontrollmechanismus kann durch schwere Erkrankungen der Lunge oder des ZNS verursacht werden und selbst zu kritischen Krankheitszuständen führen.

Aktualisiert: Dec 12, 2022

Atemzentren

Atemzentren sind spezialisierte Neuronencluster, die sich in der Formatio reticularis der Medulla oblongata befinden. Abhängig von den Umweltbedingungen regulieren diese 2 Atemparameter:

  • Atemfrequenz: bestimmt durch die Zeit, die das Atemzentrum aktiv ist
  • Atemtiefe (Tidalvolumen): bestimmt dadurch, wie das Atemzentrum die Atemmuskulatur stimuliert

Anatomie

  • Neuronen der dorsalen respiratorischen Gruppe (DRG)
  • Neuronen der ventralen respiratorischen Gruppe (VRG)
  • Pneumotaktisches Zentrum
  • Apneustikzentrum
  • Prä-Bötzinger-Komplex

Atemgruppen

  • DRG:
    • Bestimmt Rhythmus und Frequenz der Einatmung und somit auch der Atemfrequenz (bei ruhiger Atmung erfolgt die Ausatmung passiv und erfordert keinen Reiz)
    • Intrinsischer Oszillator:
      • Sendet sich spontan wiederholende Signale
      • Induziert die Kontraktion des Diaphragmas, erzeugt dadurch einen Unterdruck im Pleuraspalt und den Lufteinstrom in den Alveolen
  • VRG:
    • Nicht aktiv bei normaler, ruhiger Atmung, nur bei forcierter Ausatmung
    • Stimuliert die Bauchmuskulatur, um bei erhöhtem Atembedarf kräftig ausatmen zu können
  • Pneumotaktisches Zentrum:
    • Schaltet das Inspirationssignal der DRG aus
    • Begrenzt die Inspirationsdauer, stellt die Atemtiefe ein und bestimmt die Atemfrequenz
  • Andere Atemzentren :
    • Großhirnrinde: Bewusste kontrollierende Steuerung der autonomen Atmung
    • Hypothalamus und limbisches System: Steuern den Atemzyklus bei Angst oder Aufregung
Atemkontrollzentralen Atemregulierung

Atemzentren

Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0

Regulierung der Atemzentren

Atemzentren legen die Atemfrequenz und -tiefe fest. Änderungen der O₂, CO₂, und H+-Konzentrationen werden von zentralen und peripheren Chemorezeptoren wahrgenommen, die die Aktivität der Atmenzentren regulieren, um metabolischen und situationsbedingten Bedürfnissen gerecht zu werden.

Regulierung der Atemzentren durch zentrale Chemorezeptoren

Zentrale Chemorezeptoren befinden sich in der Medulla oblongata und regulieren die Aktivität des Atmemszentrums basierend auf Veränderungen der Blutgase.

  • PCO₂:
    • Erhöhung → Erhöhung von H+ im Gehirn (Wirkung der Carboanhydrase auf CO₂, das die Blut-Hirn-Schranke durchdringen kann) → Stimulation zentraler Chemorezeptoren → Stimulation der Atemzentren → Erhöhung der Atemtiefe und -frequenz → Senkung des PCO₂
    • Abnahme → verringerte Atemfrequenz oder sogar Apnoe
  • O₂ Partialdruck (PO₂): keine direkte Wirkung auf die Atemzentren
  • Eine Abnahme des arteriellen pH-Wertes kann die Ventilation erhöhen, selbst wenn PO₂ und PCO₂ normal sind.

Regulierung der Atemzentren durch periphere Chemorezeptoren

Periphere Chemorezeptoren befinden sich in dem Glomus caroticum und Glomus aorticum und reagieren stärker auf Blutgase als zentrale Chemorezeptoren.

  • PCO₂:
    • Von peripheren Chemorezeptoren direkt und indirekt als H+ wahrgenommen
    • Hat ähnliche Wirkungen auf die Atemzentren wie zentrale Chemorezeptoren
    • Viel weniger potenter Stimulus als die direkte Stimulierung durch zentrale Chemorezeptoren
  • PO₂:
    • Abnahme → Depolarisation von Typ I (Glomus-) Zellen → Aktivierung von CalciumkanälenFusion von Neurotransmittern durch Anstieg des intrazellulären Calciums → von Afferenzen aufgenommen und als Signal an das Gehirn gesendet → Erhöhung der Atemfrequenz
    • Hat einen geringen Einfluss auf die Ventilation, vor allem wenn der PO₂ 30–60mmHg beträgt

Regulierung der Atemzentren durch andere Rezeptoren in der Lunge

  • Reizrezeptoren:
    • Wahrnehmungen von:
      • Staub
      • Kalte Luft
      • Chemische Reizstoffe
    • Verursacht:
      • Husten
      • Bronchokonstriktion
  • Muskel- und Gelenkrezeptoren:
    • Lagewahrnehmung der Brustwand während der Atmung
    • Feedback zur Angemessenheit der Atemfrequenz und -tiefe
  • Dehnungsrezeptoren:
    • Erkennen das Ausmaß der Inflation des Lungenparenchyms
    • Beenden die Inspiration bevor Lungengewebe geschädigt wird
  • J-Rezeptoren (juxtakapilläre Rezeptoren):
    • Erkennen ein Lungenödem
    • Verursachen ein flache Atmung
Rezeptoren entlang der Atemwege

Rezeptoren entlang der Atemwege sowie in Muskeln und Gelenken des Brustkorbs

Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0

Quellen

  1. Hall, J.E., Hall, M.E. (2021). Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology (14th ed.). Elsevier.
  2. Powers, K.A., Dhamoon, A.S. Physiology, pulmonary ventilation, and perfusion (2021). StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  3. J. Gordon Betts et al. Anatomy and Physiology. Retrieved April 26, 2021, from https://openstax.org/details/books/anatomy-and-physiology

eLearning Award 2023

Lecturio und die Exporo-Gruppe wurden für ihre digitale Compliance-Akademie mit dem eLearning Award 2023 ausgezeichnet.

Wolfgang A. Erharter

Wolfgang A. Erharter ist Managementtrainer, Organisationsberater, Musiker und Buchautor. Er begleitet seit über 15 Jahren Unternehmen, Führungskräfte und Start-ups. Daneben hält er Vorträge auf Kongressen und Vorlesungen in MBA-Programmen. 2012 ist sein Buch „Kreativität gibt es nicht“ erschienen, in dem er mit gängigen Mythen aufräumt und seine „Logik des Schaffens“ darlegt. Seine Vorträge gestaltet er musikalisch mit seiner Geige.

Wladislav Jachtchenko

Wladislaw Jachtchenko ist mehrfach ausgezeichneter Experte, TOP-Speaker in Europa und gefragter Business Coach. Er hält Vorträge, trainiert und coacht seit 2007 Politiker, Führungskräfte und Mitarbeiter namhafter Unternehmen wie Allianz, BMW, Pro7, Westwing, 3M und viele andere – sowohl offline in Präsenztrainings als auch online in seiner Argumentorik Online-Akademie mit bereits über 52.000 Teilnehmern. Er vermittelt seinen Kunden nicht nur Tools professioneller Rhetorik, sondern auch effektive Überzeugungstechniken, Methoden für erfolgreiches Verhandeln, professionelles Konfliktmanagement und Techniken für effektives Leadership.

Zach Davis

Zach Davis ist studierter Betriebswirt und Experte für Zeitintelligenz und Zukunftsfähigkeit. Als Unternehmens-Coach hat er einen tiefen Einblick in über 80 verschiedene Branchen erhalten. Er wurde 2011 als Vortragsredner des Jahres ausgezeichnet und ist bis heute als Speaker gefragt. Außerdem ist Zach Davis Autor von acht Büchern und Gründer des Trainingsinstituts Peoplebuilding.

Andreas Ellenberger

Als akkreditierter Trainer für PRINCE2® und weitere international anerkannte Methoden im Projekt- und Portfoliomanagement gibt Andreas Ellenberger seit Jahren sein Methodenwissen mit viel Bezug zur praktischen Umsetzung weiter. In seinen Präsenztrainings geht er konkret auf die Situation der Teilnehmer ein und erarbeitet gemeinsam Lösungsansätze für die eigene Praxis auf Basis der Theorie, um Nachhaltigkeit zu erreichen. Da ihm dies am Herzen liegt, steht er für Telefoncoachings und Prüfungen einzelner Unterlagen bzgl. der Anwendung gern zur Verfügung.

Leon Chaudhari

Leon Chaudhari ist ein gefragter Marketingexperte, Inhaber mehrerer Unternehmen im Kreativ- und E-Learning-Bereich und Trainer für Marketingagenturen, KMUs und Personal Brands. Er unterstützt seine Kunden vor allem in den Bereichen digitales Marketing, Unternehmensgründung, Kundenakquise, Automatisierung und Chat Bot Programmierung. Seit nun bereits sechs Jahren unterrichtet er online und gründete im Jahr 2017 die „MyTeachingHero“ Akademie.

Yasmin Kardi

Yasmin Kardi ist zertifizierter Scrum Master, Product Owner und Agile Coach und berät neben ihrer Rolle als Product Owner Teams und das höhere Management zu den Themen agile Methoden, Design Thinking, OKR, Scrum, hybrides Projektmanagement und Change Management.. Zu ihrer Kernkompetenz gehört es u.a. internationale Projekte auszusteuern, die sich vor allem auf Produkt-, Business Model Innovation und dem Aufbau von Sales-Strategien fokussieren.

Frank Eilers

Frank Eilers ist Keynote Speaker zu den Zukunftsthemen Digitale Transformation, Künstliche Intelligenz und die Zukunft der Arbeit. Er betreibt seit mehreren Jahren den Podcast „Arbeitsphilosophen“ und übersetzt komplexe Zukunftsthemen für ein breites Publikum. Als ehemaliger Stand-up Comedian bringt Eilers eine ordentliche Portion Humor und Lockerheit mit. 2017 wurde er für seine Arbeit mit dem Coaching Award ausgezeichnet.

Holger Wöltje

Holger Wöltje ist Diplom-Ingenieur (BA) für Informationstechnik und mehrfacher Bestseller-Autor. Seit 1996 hat er über 15.800 Anwendern in Seminaren und Work-shops geholfen, die moderne Technik produktiver einzusetzen. Seit 2001 ist Holger Wöltje selbstständiger Berater und Vortragsredner. Er unterstützt die Mitarbeiter von mittelständischen Firmen und Fortune-Global-500- sowie DAX-30-Unternehmen dabei, ihren Arbeitsstil zu optimieren und zeigt Outlook-, OneNote- und SharePoint-Nutzern, wie sie ihre Termine, Aufgaben und E-Mails in den Griff bekommen, alle wichtigen Infos immer elektronisch parat haben, im Team effektiv zusammenarbeiten, mit moderner Technik produktiver arbeiten und mehr Zeit für das Wesentliche gewinnen.

Sobair Barak

Sobair Barak hat einen Masterabschluss in Wirtschaftsingenieurwesen absolviert und hat sich anschließend an der Harvard Business School weitergebildet. Heute ist er in einer Management-Position tätig und hat bereits diverse berufliche Auszeichnungen erhalten. Es ist seine persönliche Mission, in seinen Kursen besonders praxisrelevantes Wissen zu vermitteln, welches im täglichen Arbeits- und Geschäftsalltag von Nutzen ist.

eLearning Award 2019

Lecturio und die TÜV SÜD Akademie erhielten für den gemeinsam entwickelten Online-Kurs zur Vorbereitung auf den
Drohnenführerschein den eLearning Award 2019 in der Kategorie “Videotraining”.

Dr. Frank Stummer

Dr. Frank Stummer ist Gründer und CEO der Digital Forensics GmbH und seit vielen Jahren insbesondere im Bereich der forensischen Netzwerkverkehrsanalyse tätig. Er ist Mitgründer mehrerer Unternehmen im Hochtechnologiebereich, u.a. der ipoque GmbH und der Adyton Systems AG, die beide von einem Konzern akquiriert wurden, sowie der Rhebo GmbH, einem Unternehmen für IT-Sicherheit und Netzwerküberwachung im Bereich Industrie 4.0 und IoT. Zuvor arbeitete er als Unternehmensberater für internationale Großkonzerne. Frank Stummer studierte Betriebswirtschaft an der TU Bergakademie Freiberg und promovierte am Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe.

Simon Veiser

Simon Veiser beschäftigt sich seit 2010 nicht nur theoretisch mit IT Service Management und ITIL, sondern auch als leidenschaftlicher Berater und Trainer. In unterschiedlichsten Projekten definierte, implementierte und optimierte er erfolgreiche IT Service Management Systeme. Dabei unterstützte er das organisatorische Change Management als zentralen Erfolgsfaktor in IT-Projekten. Simon Veiser ist ausgebildeter Trainer (CompTIA CTT+) und absolvierte die Zertifizierungen zum ITIL v3 Expert und ITIL 4 Managing Professional.

B2B Award 2022

Für herausragende Kundenzufriedenheit wurde Lecturio von der Deutschen Gesellschaft für Verbraucherstudien (DtGV) mit dem deutschen B2B-Award 2022 ausgezeichnet.
In der Rubrik Kundenservice deutscher Online-Kurs-Plattformen belegt Lecturio zum zweiten Mal in Folge den 1. Platz.

B2B Award 2020/2021

Die Deutsche Gesellschaft für Verbraucherstudien (DtGV) hat Lecturio zum Branchen-Champion unter den deutschen Online-Kurs-Plattformen gekürt. Beim Kundenservice belegt Lecturio den 1. Platz, bei der Kundenzufriedenheit den 2. Platz.

Comenius-Award 2022

In der Kategorie “Lehr- und Lernmanagementsysteme” erhielt die Lecturio Learning Cloud die Comenius-EduMedia-Medaille. Verliehen wird der Preis von der Gesellschaft für Pädagogik, Information und Medien für pädagogisch, inhaltlich und gestalterisch herausragende Bildungsmedien.

IELA-Award 2022

Die International E-Learning Association, eine Gesellschaft für E-Learning Professionals und Begeisterte, verlieh der Lecturio Learning Cloud die Gold-Auszeichnung in der Kategorie “Learning Delivery Platform”.
Comenius-Award 2019

Comenius-Award 2019

Die Lecturio Business Flat erhielt 2019 das Comenius-EduMedia-Siegel, mit dem die Gesellschaft für Pädagogik, Information und Medien jährlich pädagogisch,  inhaltlich und gestalterisch
herausragende didaktische Multimediaprodukte auszeichnet.

Alexander Plath

Alexander Plath ist seit über 30 Jahren im Verkauf und Vertrieb aktiv und hat in dieser Zeit alle Stationen vom Verkäufer bis zum Direktor Vertrieb Ausland und Mediensprecher eines multinationalen Unternehmens durchlaufen. Seit mehr als 20 Jahren coacht er Führungskräfte und Verkäufer*innen und ist ein gefragter Trainer und Referent im In- und Ausland, der vor allem mit hoher Praxisnähe, Humor und Begeisterung überzeugt.

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