LungenmanifestationLungenmanifestation

Lungenveränderungen im Krankheitsverlauf bei Mukoviszidose-Patienten

CF-CF-OrganbefallOrganbefall

Leberzirrhose Fehlfunktion der BauchspeicheldrüseVerdauungsstörungen

Mangelernährung Gallensteine

Männer meist unfruchtbar Diagnose:

Schweißtest

häufig wiederkehrende Lungeninfekte

CF-CF-OrganbefallOrganbefall

Anatomie und Physiologie der LungeAnatomie und Physiologie der Lunge

Die Lunge - Lage im BrustkorbDie Lunge - Lage im Brustkorb

Anatomie des RespirationstraktesAnatomie des Respirationstraktes

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Organe der AtemwegeOrgane der Atemwege

Normale Thorax-Rontgenaufnahme Normale Thorax-Rontgenaufnahme

Die Die AtemwegeAtemwege

KleineKleine (periphereperiphere) AtemwegeAtemwege

Kleine Bronchien und Bronchioli (< 2 mmmm DurchmesserDurchmesser)

Große Atemwege

Proximale Bronchien and kleine Bronchien (> 2 mm Durchmesser)

Die Atemwege – ein verzweigtes Die Atemwege – ein verzweigtes RöhrensystemRöhrensystem

TracheaTrachea• knorpelige Röhre vom

Larynx bis zu den Bronchien; Länge ~ 11 cm Querschnitt ~ 2 cm

• unterteilt in zwei Bronchien, einer für jede Lunge

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AlveoliAlveoli

Funktionseinheit der Lunge

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Pulmonar-ArterienPulmonar-Arterien && -Venen-Venen

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Intrapulmonaler BlutflussIntrapulmonaler Blutfluss

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StrukturStruktur derder BronchiolenBronchiolen undund AlveolenAlveolen

Alveolar sacNetter Atlas Images

Bronchien

Proximale intrapulmonale Atemwege

Bronchiolen

Distale intrapulmonale Verzweigung

Respiratorische Bronchiolen

Letzte Verzweigung im Brochialbaum

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Gasaustausch in der LungeGasaustausch in der Lunge

Gasaustausch zwischen Alveolen und Kapillargefäßen

Sauerstoff

Kohlendioxid

Alveolenwand

Gefäßwand

Zusammensetzung der AtemluftZusammensetzung der Atemluft

Inspiration

20 % Sauerstoff O2

0 % Kohlendioxid CO2

79 % Stickstoff N2

~ 1 % Edelgase

Exspiration

16 % Sauerstoff O2

4 % Kohlendioxid CO2

79 % Stickstoff N2

~ 1 % Edelgase

SpirometrieSpirometrie

SpirogrammSpirogramm

Diagnostic

AtemmanöverAtemmanöver

LungenfunktionsdiagnostikLungenfunktionsdiagnostik

Wichtige Messgrößen

Vitalkapazität (VC)Das Volumen, das nach maximaler Exspiration maximal eingeatmet werden kann.

Einsekundenkapazität (FEV1)Es wird gemessen wie viel Luft maximal in 1 Sekunde nach maximaler Einatmung kraftvoll ausatmen können (Tiffeneau-Test): Dieser Wert ist bei Asthma, chronischer Bronchitis und beim Emphysem deutlich bis stark vermindert.

Peak Expiratory Flow (PEF)Nach maximaler Einatmung wird so schnell, wie möglich ausgeatmet. Mit einem Peak-Flow-Meter wird der Spitzenfluss der ausgeatmeten Luft gemessen.

Lungenfunktionstests: AnwendungLungenfunktionstests: Anwendung

Diagnostiziert Lungenerkrankungen und beurteilt deren Schweregrad

Differenziert die Art der Lungenfunktionsstörung (obstruktiv oder restriktiv)

Ermöglicht die Verlaufsbeobachtung der Erkrankung

Überwacht und bewertet die Therapiemaßnahmen

Lungenfunktionstest: Lungenfunktionstest: SPIROMETRIESPIROMETRIE

Die Spirometrie misst das ein- und ausgeatmete Luft-Volumen als Funktion der Zeit während mehrerer Atemmanöver..

FEV1FEV1

FVCFVC

FEV1/FVCFEV1/FVC ratio

Beurteilung:Beurteilung:Die Spirometrie misst die Luftmenge, die eine Person atmet, um Krankheiten zu diagnostizieren oder deren Fortschreiten zu dokumentieren.

Aufbau der BronchialschleimhautAufbau der Bronchialschleimhaut

gesunde Bronchialschleimhautgesunde Bronchialschleimhaut

Mukoziliäre Clearance Mukoziliäre Clearance - Selbstreinigungsfunktion der Bronchien - Selbstreinigungsfunktion der Bronchien

• griech. Mukos (= Schleim), Zilien (= Härchen) + engl. Clearance (= Reinigen, Befreien)

• Schleimproduktion dient zur Lösung von Fremdpartikeln in den Bronchien, die Zilien dem Abtransport in Richtung Mundhöhle

• Verklebung, Verlust der Zilien durch viskösen Schleim ermöglicht bakteriellen Befall und chronische Entzündungsreaktion

Veränderungen der Bronchien bei CF Veränderungen der Bronchien bei CF

volumenreduzierter volumenreduzierter FlüssigkeitsfilmFlüssigkeitsfilm

• respiratorisches Epithel – Volumen-adsorbierende Funktion• normales respiratorisches Epithel reguliert Dicke des Flüssigkeitsfilm zwischen den Zilien (7µm)• bei Mangel von NaCl und H2O im Flüssigkeitsfilm ist die mukoziliäre Clearance gestört• führt zu einem geringeren Volumen des Flüssigkeitsfilms• nur noch eingedickter Mucus zwischen den Zilien

Mukoviszidose

Funktion der mukoziliären Clearance Funktion der mukoziliären Clearance

• Aufrechterhaltung der Sterilität der Atemwege• 90% der Fremdpartikel mit einer Größe von 6-8 µm werden innerhalb von 24 h entfernt• respiratorisches Epithel besitzt pro Zelle ca. 2000 Zilien mit einer Schlagfrequenz von 1000 - 1500 Schlagzyklen/min• nur in wässrigem Flüssigkeitsfilm schlagen Zilien

Mukoziliäre Clearance Mukoziliäre Clearance

Pulmonale Manifestation Pulmonale Manifestation

• Störung der mukoziliären Clearance• Verstopfung durch zähflüssigen Schleim• Verengung (Obstruktion) der Luftwege • Festsetzen des Schleims an den Bronchialwänden • frühe Keimbesiedlung der Lunge • ständige Infektion und Entzündung • v.a. Pseudomonas aeruginosa-Infektionen• Umbau (Fibrose) des Lungengewebes: Überblähung des

Lungengewebes - Lungenemphysem• Spätfolge: Pulmonaler Lungenhochdruck – Cor pulmonale

Lungenfunktionsverlust bei CF-Patienten - FEV1 Lungenfunktionsverlust bei CF-Patienten - FEV1

Lungenfunktion und ErnährungLungenfunktion und Ernährung

LungenveränderungenLungenveränderungen

Emphysem, irreversible Erweiterung der Atemwege distal der terminalen Bronchiolen mit Zerstörung der Wände

- Entstehung durch die Obstruktion bei exspiratorischer PhaseGasaustauschfläche ist verkleinertElastische Retraktionskraft vermindertAlveoläres Gasvolumen vergrößertKapillare zahlenmäßig verringertDiffusion beeinträchtigt

Pathophysiologie Pathophysiologie

Das Residualvolumen und das thorakale Gasvolumen steigen an zu ungunsten der Vitalkapazität

Die Totalkapazität ist erhöht

Die exspiratorische Sekundenkapazität (FEV1) fällt ab

Atemwegswiderstand ist vor allem exspiratorisch erhöht

Pathophysiologie Pathophysiologie

Spätfolgen:

Atemmuskelermüdung durch chronische Überbeanspruchung

Chronische pulmonale Hypertonie durch Reduktion des anatomischen Gesamtgefäßquerschnittes und hypoxische Vasokonstriktion

PathophysiologiePathophysiologie

Cor pulmonale damit wird ein Herz bezeichnet das typische Veränderungen durch eine akute oder chronische Drucksteigerung im Lungenkreislauf aufweist

PathophysiologiePathophysiologie

Das Lungenstrombett ist durch die chronische Lungenkrankheit mit Hypoxie, Vasokonstriktion und Abnahme der Lungenkapillaren verkleinert

Dies führt zu den typische Folgen:

Druckanstieg im rechten Ventrikel

Erweiterung und Hypertrophie der rechten Herzkammer

Manifeste Rechtsherzinsuffizienz mit Verschlechterung der Hypoxämie und Hyperkapnie

Welche Behandlungs-Möglichkeiten Welche Behandlungs-Möglichkeiten gibt es?gibt es?

Pulmonale Manifestation Pulmonale Manifestation

Störung der mukoziliären Clearance

Verstopfung durch zähflüssigen Schleim

Verengung (Obstruktion) der Luftwege

Festsetzen des Schleims

frühe Keimbesiedlung der Lunge

ständige Infektion und Entzündung

Umbau (Fibrose) des Lungengewebes: Überblähung - Lungenemphysem

An der Lungeninsuffizienz starben 2005 74,5 % der CF-Patienten

Gen-MutationGen-Mutation

CFTR-DysfunktionCFTR-Dysfunktion

IonentransportstörungIonentransportstörung

Veränderte SekreteVeränderte Sekrete

TeufelskreisTeufelskreisInfektionInfektion

GewebeschadenGewebeschaden

EntzündungEntzündung

Infektionen der Lunge Infektionen der Lunge

Relevante Keime bei der CFRelevante Keime bei der CF

Häufigster Erreger Mittel der Wahl

Pseudomonas aeruginosaCiprofloxacin + Colistin oder Tobramycin (inhalativ)

Staphylococcus aureus Cephalosporin, Aminopenicillin +

ß-Lactamase-Inhibitoren, MakrolideH. influenzae

Burkholderia cepacia Meropenem+Fosfomycin

Mukoviszidose

Wer ist Pseudomonas ?Wer ist Pseudomonas ?

• Problemkeim: Bakterium Pseudomonas aeruginosa

• verursacht immer wiederkehrende Infektionen, insbesondere schwere Lungenentzündungen

• wichtige Therapieoption: Tobramycin (Bramitob)

• chronische Besiedelung bei CF-Patienten

• schädigt das Lungengewebe dauerhaft

Welche Bedeutung hat Pseudomonas ?Welche Bedeutung hat Pseudomonas ?

• 80% aller Patienten > 18 Jahre weisen eine chronische Besiedlung mit Pseudomonas aeruginosa (P.a.) auf.

• Es besteht ein klarer Zusammenhang zwischen der Besiedlung mit P.a. und einer progredienten Verschlechterung der Lungenfunktion.

• Ist es erst einmal zu einer chronischen P.a.-Infektion gekommen, ist eine vollständige Eradikation fast unmöglich.

• Je früher die P.a.-Infektion erkannt und behandelt wird, desto wahrscheinlicher ist eine komplette Eradikation.

Age Ps. aeruginosa0 - 5 19,2%

6 - 11 27,1%12 - 17 53,9%> 18 81,0%

In total 54,1%

Prävalenz Pseudomonas aeruginosa Besiedlung (2004)

Source: Zentrum für Qualität und Management im Gesundheitswesen, 2005

Nachweis von PseudomonasNachweis von Pseudomonas

Mukoviszidose

Die Spätfolgen Die Spätfolgen