Altern, Entwicklung und spezielle Populationen

Dieser Bereich befasst sich mit den Veränderungen der Atemwegsstruktur und -funktion über die menschliche Lebensspanne und in physiologischen Zuständen, die von der Baseline eines ruhenden Erwachsenen abweichen. Er umfasst den Aufbau der Lunge vor der Geburt, den dramatischen Übergang vom plazentaren zum pulmonalen Gasaustausch bei der Entbindung, die langsame Involution der Atemmechanik mit dem Alter und die Anpassungen des mütterlichen Atmungssystems während der Schwangerschaft.

Definition

Altern, Entwicklung und spezielle Populationen in der Atemphysiologie bezieht sich auf die Untersuchung, wie das Atmungssystem gebildet wird, reift, auf die Luftatmung umstellt, altert und sich an physiologische Zustände wie die Schwangerschaft anpasst, unter Berücksichtigung der strukturellen und funktionellen Merkmale, die jede Phase von der Lunge eines ruhenden Erwachsenen unterscheiden.

Scope

Der Eintrag führt den Leser in vier entwicklungsbezogene und populationsspezifische Themen innerhalb der Atemphysiologie ein: fetales Lungenwachstum und -reifung, der kardiorespiratorische Übergang bei der Geburt und in der Neugeborenenperiode, altersbedingte Veränderungen der Lungenstruktur und -funktion sowie die respiratorischen Anpassungen der Schwangerschaft. Diese werden als normale Physiologie über die Lebensspanne hinweg behandelt, nicht als klinisches Management einer Krankheit.

Sub-topics

• Altersbedingte Veränderungen der Atemwege
• Fetale Atemwegsentwicklung
• Schwangerschaft und Atemphysiologie
• Übergang bei der Geburt und Neugeborenenperiode

Core questions

• Wie wird die Lunge vor der Geburt aufgebaut und auf die Luftatmung vorbereitet?
• Welche physiologischen Ereignisse wandeln eine flüssigkeitsgefüllte fetale Lunge bei der Geburt in ein funktionierendes Organ des Gasaustauschs um?
• Wie verändern sich Lungenstruktur, -mechanik und Gasaustausch mit fortschreitendem Alter?
• Wie passt sich das mütterliche Atmungssystem an die Anforderungen der Schwangerschaft an?

Key concepts

• Lungenentwicklung und -reifung vor der Geburt
• Fetale Lungenflüssigkeit und Lungenexpansion
• Kardiorespiratorischer Übergang bei der Geburt
• Lungenbelüftung und Flüssigkeitsclearance
• Altersbedingter Verlust der elastischen Rückstellkraft
• Schwangerschaftsbedingte Veränderungen der Ventilation und Lungenvolumina

Mechanisms

Das Atmungssystem durchläuft stereotypische Stadien. Vor der Geburt wächst die Lunge unter dem Einfluss ihrer eigenen dehnenden Flüssigkeit und fetaler Atembewegungen, die die Vorlage für die Architektur der Atemwege und Alveolen bilden. Bei der Geburt muss die Lungenflüssigkeit entfernt und die Luft-Flüssigkeits-Grenzfläche etabliert werden, damit der Gasaustausch beginnen und der pulmonale Blutfluss ansteigen kann. Im Laufe des Erwachsenenlebens verändern der Verlust der elastischen Rückstellkraft, die Versteifung der Brustwand und Veränderungen der Atemmuskelkraft allmählich die Lungenvolumina und die Effizienz des Gasaustauschs. Während der Schwangerschaft erhöhen hormonelle und mechanische Faktoren die Ventilation und verschieben die Ruhelungenvolumina, während der gesamte Gasaustausch erhalten bleibt.

Clinical relevance

Das Verständnis der Physiologie über die Lebensspanne und spezieller Populationen liefert die normale Referenz, anhand derer Abweichungen in perinatalen, geriatrischen und geburtshilflichen Settings interpretiert werden. Dieser Bereich beschreibt die typische Physiologie und die Richtung normaler Veränderungen; er dient als Bildungsgrundlage zur Beurteilung der Literatur und ist keine Basis für individuelle Diagnosen oder Behandlungen.

History

Die quantitative Erforschung der entwicklungsbedingten Atemphysiologie entstand aus Experimenten an fötalen Schafen und Lämmern in der zweiten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts, die zeigten, dass die fetale Lunge flüssigkeitsgefüllt ist und dass diese Flüssigkeit und fetale Atembewegungen das Lungenwachstum regulieren. Parallele Arbeiten am Neugeborenen etablierten, wie die Lunge bei der Geburt belüftet wird, während Lungenfunktionsstudien über Alterskohorten hinweg die langsamen Veränderungen der alternden Lunge dokumentierten.

Key figures

• Richard Harding
• Stuart B. Hooper
• Alan H. Jobe

Seminal works

• harding-1996
• hillman-2012
• janssens-2005

Frequently asked questions

Warum werden fetale, neonatale, Alterungs- und Schwangerschaftsphysiologie zusammengefasst?

Jede stellt einen Zustand dar, in dem sich die Atemwegsstruktur oder -funktion systematisch von der Lunge eines ruhenden Erwachsenen unterscheidet, sodass sie das gemeinsame Thema teilen, wie das Atmungssystem über die Lebensspanne hinweg aufgebaut wird, sich wandelt, altert und anpasst.

Wird die fetale Lunge für den Gasaustausch genutzt?

Nein. Vor der Geburt ist die Lunge mit Flüssigkeit gefüllt, und der Gasaustausch erfolgt über die Plazenta; die Lunge wächst und reift in Vorbereitung auf die Luftatmung, die bei der Geburt beginnt.