Einfluss des Atemmusters und der Körperposition auf die resistive inspiratorische Atemarbeit und den Sauerstoffverbrauch

Hintergrund: Eine Erhöhung der resistiven Atemarbeit und eine schnelle flache Atmung sind negative Prädiktoren für ein erfolgreiches Weaning von der invasiven Beatmung. Wenig ist bekannt über den Zusammenhang beider Parameter. Methode: Zeitgleiche Messung von Atemfrequenz, Tidalvolumen, Atemarbeit und Aufzeichnung der metabolischen Parameter der Spiroergometrie in sitzender und liegender Position sowie unter Variation des Atemmusters. Ergebnisse: Lagewechsel von stehender in liegende Position erhöht die Atemarbeit (0,7J/L sitzend, 0,8J/L liegend, p<0,05). Das Tidalvolumen zeigt die stärkste positive Korrelation zur inspiratorischen resistiven Atemarbeit (r=0,861, p<0,0001). Die Regressionsanalyse beschreibt das Tidalvolumen als den einzigen signifikanten Prädiktor der Atemarbeit (r Quadrat 0,771, p<0,0001. Nach mathematischer Elimination des Totraumes erreicht eine flache und schnelle Atmung die höchste alveoläre Ventilation pro Einheit resistiver Atemarbeit. Der Gesamtsauerstoffverbrauch unterschied sich nicht zwischen den verschiedenen Körperpositionen und Atemmustern. Diskussion: Die sitzende Körperposition erfordert bei gleicher Ventilation weniger resistive Atemarbeit als eine liegende Körperposition. Eine schnelle flache Atmung verursacht weniger resistive Atemarbeit pro Volumen effektiver alveolärer Ventilation. Dies kann eine Vermeidungsstrategie des Körpers darstellen, die dazu dient, einer vermehrten resistiven Atemarbeit aus dem Wege zu gehen und die Atemmuskelpumpe vor einer sonst noch rascheren Ermüdung zu schützen. Der Sauerstoffverbrauch der Atemmuskulatur beim Gesunden liegt etwa bei 4% der Gesamtsauerstoffaufnahme, so dass Schwankungen der Gesamtsauerstoffaufnahme und die Messgenauigkeit des Systems den Einfluss des Atemmusters auf den Sauerstoffverbrauch nicht erkennen lassen. Dies mag anders sein bei pulmonaler Erkrankung, da hier der Sauerstoffverbrauch der Atemmuskulatur bis zu 50% des Gesamtverbrauches ausmachen kann.