Residualvolumen – Definition und klinische Bedeutung
Das Residualvolumen ist die Luftmenge, die nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibt. Es sichert den Gasaustausch und verhindert ein vollständiges Kollabieren der Lunge.
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Das Residualvolumen ist die Luftmenge, die nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibt. Es sichert den Gasaustausch und verhindert ein vollständiges Kollabieren der Lunge.
Was ist das Residualvolumen?
Das Residualvolumen (Abkürzung: RV) bezeichnet die Luftmenge, die nach einer maximalen Ausatmung (Exspiration) noch in der Lunge verbleibt und nicht willentlich ausgeatmet werden kann. Beim gesunden Erwachsenen beträgt das Residualvolumen etwa 1,0 bis 1,5 Liter, was ungefähr 20–25 % der totalen Lungenkapazität entspricht. Es ist ein wichtiger Parameter der Lungenfunktion und kann nur indirekt gemessen werden, da es spirometrisch nicht direkt erfassbar ist.
Biologische Bedeutung
Das Residualvolumen erfüllt mehrere wichtige Aufgaben im Atemvorgang:
- Es verhindert ein vollständiges Kollabieren der Lungenbläschen (Alveolen) am Ende der Ausatmung.
- Es gewährleistet einen kontinuierlichen Gasaustausch zwischen eingeatmeter Luft und dem Blut, auch zwischen den Atemzügen.
- Es stabilisiert den Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt im Blut und verhindert starke Schwankungen.
Messung des Residualvolumens
Da das Residualvolumen nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibt, kann es mit einem einfachen Spirometer nicht gemessen werden. Für die Bestimmung werden spezielle Verfahren eingesetzt:
Ganzkörperplethysmographie
Bei der Ganzkörperplethysmographie sitzt die Patientin oder der Patient in einer luftdichten Kabine. Durch Druckveränderungen beim Atemvorgang kann das gesamte intrathorakale Gasvolumen berechnet werden. Diese Methode gilt als Goldstandard und ist sehr präzise.
Helium-Verdünnungsmethode
Bei der Helium-Verdünnungsmethode atmet die untersuchte Person ein bekanntes Volumen eines Helium-Luft-Gemisches ein. Da Helium kaum im Blut löslich ist, verteilt es sich gleichmäßig in der Lunge. Aus der Konzentrationsveränderung des Heliums lässt sich das Residualvolumen berechnen.
Stickstoff-Auswaschverfahren
Beim Stickstoff-Auswaschverfahren atmet die Person reinen Sauerstoff ein, wodurch der in der Lunge enthaltene Stickstoff schrittweise ausgespült wird. Die ausgeatmete Stickstoffmenge erlaubt Rückschlüsse auf das Residualvolumen.
Referenzwerte und Einflussfaktoren
Der Normalwert des Residualvolumens variiert je nach Alter, Geschlecht, Körpergröße und Trainingszustand. Typische Referenzwerte für Erwachsene liegen zwischen 1,0 und 1,5 Litern. Mit zunehmendem Alter steigt das Residualvolumen physiologisch an, da die Elastizität der Lunge nachlässt.
Klinische Bedeutung: Veränderungen des Residualvolumens
Erhöhtes Residualvolumen
Ein erhöhtes Residualvolumen ist ein Zeichen für eine Lungenüberblähung und tritt häufig bei folgenden Erkrankungen auf:
- Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD): Durch die Verengung der Atemwege und den Verlust von Lungenelastizität bleibt mehr Luft in der Lunge zurück.
- Lungenemphysem: Die Zerstörung der Alveolenwände führt zu großen Luftsäcken und einem stark erhöhten Residualvolumen.
- Asthma bronchiale: Bei akuten Anfällen kann es durch Bronchospasmus zu einer vorübergehenden Erhöhung kommen.
Vermindertes Residualvolumen
Ein erniedrigtes Residualvolumen deutet auf eine restriktive Ventilationsstörung hin. Ursachen können sein:
- Lungenfibrose (Vernarbung des Lungengewebes)
- Pleuraerguss (Flüssigkeitsansammlung im Brustkorb)
- Muskelschwäche der Atemmuskulatur
- Starkes Übergewicht (Adipositas)
Residualvolumen im Kontext der Lungenvolumina
Das Residualvolumen ist Teil der totalen Lungenkapazität (TLC), die sich aus mehreren Teilvolumina zusammensetzt:
- Atemzugvolumen (AZV): Luftvolumen bei normaler Ruheatmung (ca. 0,5 Liter)
- Inspiratorisches Reservevolumen (IRV): Zusätzliches Volumen bei maximaler Einatmung
- Exspiratorisches Reservevolumen (ERV): Volumen, das nach normaler Ausatmung noch ausgeatmet werden kann
- Residualvolumen (RV): Verbleibendes Volumen nach maximaler Ausatmung
Die Summe aus exspiratorischem Reservevolumen und Residualvolumen wird als funktionelle Residualkapazität (FRC) bezeichnet und beschreibt das Lungenvolumen am Ende einer normalen Ausatmung.
Quellen
- Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP): Leitlinie zur Spirometrie und Bodyplethysmographie, 2022.
- Silbernagl S., Despopoulos A.: Taschenatlas Physiologie. 9. Auflage. Thieme Verlag, Stuttgart, 2018.
- Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD): Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of COPD, 2024. Verfügbar unter: https://goldcopd.org
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