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Bedeutung

Pathophysiologische Aspekte

 

Bedeutung:
In der Humanmedizin gehören Pneumonien als einzige Infektionskrankheit auch heute noch zur Gruppe der zehn häufigsten Todesursachen. In der Buiatrik gehören die Atemwegserkrankungen sicher zu den 10 wichtigsten Krankheitskomplexen. Bei Mastrindern sind sie mit weitem Abstand die wichtigsten Krankheiten. In Bullenmastbetrieben beträgt die Morbidität zwischen 20 und 100 %, meist um 40 %. Die Mortalität beträgt in gut geführten Betrieben 1,5 bis 2 %, in weniger gut geführten 3 bis 5 %, in katastrophalen Durchgängen dagegen 10 % und mehr. Verluste durch Todesfälle sind zwar sehr auffällig, werden aber oft durch die Verluste infolge Behandlungskosten, Reduktion der Gewichtszunahmen und Minderung des Schlachtwerts übertroffen.

Es gibt zum einen anatomische und funktionelle Besonderheiten am Atmungsapparat und zum anderen besondere äußere Umstände, die zumindest teilweise erklären, warum Rinder besonders häufig an Atemwegserkrankungen leiden.

Besonderheiten des Atmungsapparates bei Rindern

• relativ enge Trachea (Durchmesser ca 1/3 kleiner als bei einem gleich schweren Pferd)
• Alveolarkapillaren weniger zahlreich als bei anderen Spezies
• im Vergleich zu anderen Säugern stärkere anatomische Unterteilung (mit der Folge der Bildung funktioneller Toträume bei Verlegung eines Bronchus)
• weniger alveoläre Makrophagen mit geringerer Phagozytoseaktivität
• Neigung zu metabolischer Azidose (mit allgemeiner Beeinträchtigung der Infektionsresistenz)
• besondere Empfindlichkeit oder Ansprechbarkeit gegenüber Histamin und Serotonin (mit der damit verbundenen Neigung zu Emphysembildung)

Pathophysiologische Aspekte:
Die Hauptaufgabe des Atmungsapparates ist die ausreichende Versorgung der Gewebe mit Sauerstoff. Außerdem hat die Lunge bedeutende Aufgaben bei der Regulation des Säuren-Basen-Haushaltes zu erfüllen. Auch bei der Regulation des Wärmehaushaltes hat der Atmungsapparat wichtige Funktionen.

Der Wirkungsgrad der Lunge als Gasaustauschorgan zwischen Umwelt und Körper kann global am besten an der Sauerstoffsättigung des arteriellen Blutes gemessen werden. Der Gasaustausch in den Alveolen ist optimal, wenn die Luftzufuhr (gemessen in Volumen pro Zeit) 80 bis 100 % der Blutzufuhr beträgt. Jede Störung dieses Verhältnisses von Ventilation und Perfusion führt zu einer Beeinträchtigung des Gasaustausches.

Es gibt Regulationsmechanismen, mit denen Ventilation und Perfusion aufeinander abgestimmt werden können. Darunter sind:
· kollaterale Ventilation
· hypoxische Konstriktion von Blutgefäßen
· hypokapnische Bronchokonstriktion (beim Rind ohne praktische Bedeutung)

Die Möglichkeiten zur kollateralen Ventilation sind beim Rind sehr eingeschränkt.

Zur hypoxischen Konstriktion von Blutgefäßen: Im Prinzip sollen Gebiete, in denen die Sauerstoffsättigung nicht funktioniert, weniger durchblutet werden. Rinder haben relativ dicke Schichten glatter Muskulatur in den Lungenarterien und beantworten Hypoxie mit kräftiger Konstriktion dieser Arterien. So steigt bei Kälbern der Druck in der Lungenarterien nach akuter Hypoxie um 10 bis 20 mm Hg. Dieser Lungenhochdruck ist die pathophysiologische Grundlage der Höhenkrankheit ("Brisket disease"), die zum Cor pulmonale führt. Interessanterweise fehlt beim Yak dieser Mechanismus.

Im akuten Stadium einer Pneumonie kann die Perfusion der betroffenen Gebiete (aufgrund der Wirkung von Entzündungsmediatoren?) aber aufrechterhalten bleiben. Dann kommt es zu einer Diskrepanz ("mismatch") zwischen Perfusion und Ventilation mit dem Ergebnis der Hypoxämie.

Sind Blutgasveränderungen vorhanden, spricht man von einer respiratorischen Insuffizienz. Anhand der arteriellen O₂- und CO₂-Partialdrucke können die Atemfunktionsstörungen eingeteilt werden:
 
 

PaO2	PaCO2	Störung
erniedrigt	normal  oder  erniedrigt	partielle respiratorische Insuffizienz Normokapnie  oder  Hypokapnie
erniedrigt	erhöht	globale respiratorische Insuffizienz

Bei den meisten Krankheiten mit Gasaustauschstörungen ist zuerst die Sauerstoffsättigung und erst später auch die Ausscheidung von CO₂ gestört. Solange die Ventilation gesteigert werden kann, lässt sich die CO₂-Spannung relativ leicht im Normalbereich halten, während eine Hypoxämie durch ventilatorische Kompensation nur zum Teil korrigierbar ist.
 

Aus der folgenden Übersicht über die wichtigsten Ursachen für Sauerstoff-Unterversorgung der Peripherie geht hervor, dass Lungenerkrankungen nur einen Teil der Ursachen darstellen.

Mögliche Ursachen für Sauerstoffmangel der Peripherie:

1. pO₂ in der Inspirationsluft erniedrigt
  1.1 Höhenluft
  1.2 Silos
2. Reduktion der O₂-Konzentration im arteriellen Blut
 2.1 Reduktion der O₂-Sättigung
  2.1.1 Reduktion der Vitalkapazität
   2.1.1.1 Atelektase
   2.1.1.2 Pneumonie
   2.1.1.3 Pneumothorax
   2.1.1.4 Lungenödem
   2.1.1.5 Einschränkung der Atembewegungen
   2.1.1.5.1 willkürlich (Schmerz)
   2.1.1.5.2 Erhöhung des intraabdominalen Drucks
    2.1.1.5.3 Lähmung
  2.1.2 Reduktion des O₂-Transports durch die Alveolenwand
   2.1.2.1 Pneumonie
   2.1.2.2 Allergie
 2.2 Reduktion der Hb-Konzentration
  2.2.1 Anämie
 2.3 Reduktion des O₂-Bindungsvermögens des Hb
  2.3.1 nicht kompensierte Azidose
  2.3.2 Hyperkapnie
  2.3.3 Fieber
 2.4 Vermehrung der Zumischung von venösem Blut
  2.4.1 Herzfehler
  2.4.2 funktionelle Shunts
3. Reduktion der Blutzufuhr
 3.1 Herzinsuffizienz
 3.2 Kreislaufzentralisation
 3.3 Gefäßkonstriktion (Kälte)
4. Reduktion des O₂-Abgabevermögens des Hb
 4.1 nicht kompensierte Alkalose
 4.2 Hypokapnie
 4.3 Untertemperatur
 4.4 Met-Hb-Ämie
5. Reduktion des O₂-Aufnahmevermögens der Gewebe
 5.1 CN-Vergiftung
6. Erhöhung des O₂-Bedarfs der Peripherie

Husten ist ein reflektorisch gesteuerter Vorgang, der jedoch willkürlich ausgelöst oder auch unterdrückt werden kann. Die Rezeptoren sitzen in der Schleimhaut und kommen vom Larynx bis zu den Bronchioli respiratorii vor. Daneben gibt es auch noch Rezeptoren in der Pleura. Die afferenten Fasern verlaufen in verschiedenen Nerven zum Hustenzentrum in der Medulla oblongata. Die efferenten Fasern verlaufen im N. vagus, N. phrenicus sowie in den Spinalnerven zu den Muskeln am Larynx und Zwerchfell, zu den Interkostalmuskeln und zur Bauchmuskulatur. Bei und bis zu sieben Wochen nach Virusinfektionen des oberen Atmungsapparates tritt Husten gehäuft auf. Der Grund liegt möglicherweise darin, dass durch die verursachten Epithelschäden die Rezeptoren weniger geschützt und dadurch leichter zu irritieren sind.
 
 

Weiterführende Informationen
 

Letzte Änderung: 27.09.2013

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