Apnoe
Die Apnoe ist der medizinische Fachbegriff für einen Atemstillstand, das heißt für den Ausfall eines oder mehrerer die äußere Atmung betreffender Organe. Hervorgerufen wird dieser Zustand zum Beispiel durch Lähmung der Atemmuskulatur (Zwerchfell, Brustmuskulatur), Würgen, Blockade der Atemwege (durch Gegenstände, Flüssigkeiten etc.), durch Neurologie|neurologische Erkrankungen (der pathophysiologische Aspekt wird bei diesen Formen auch genauer als Asphyxie bezeichnet), durch Traumata oder durch psychische Ursachen.
Auch das bewusste "Luft-Anhalten" wird als Apnoe bezeichnet.
Allgemein
Das in den Lungen befindliche Gasvolumen bleibt eingangs unverändert. Abhängig davon, ob die Atemwege offen sind, kann ein Gasfluss zwischen Lunge und Außenluft bestehen bleiben. Der Gasaustausch innerhalb der Lungen sowie die Zellatmung bleiben von einer Apnoe unbeeinflusst.
Unter normalen Bedingungen kann der Körper eines Menschen nicht sehr viel Sauerstoff speichern. Apnoen von mehr als einer Minute führen daher zu einem gefährlichen Sauerstoffmangel im Blut (Hypoxämie). Nach nur drei Minuten kommt es zu bleibenden Hirnschäden, wenig später zum Tod, sofern keine geeigneten Maßnahmen getroffen werden. Unter speziellen Umständen (Hypothermie, Hyperbare Oxygenierung, Extrakorporale Membranoxygenierung, Apnoe-Oxygenierung) können jedoch sehr viel längere Apnoephasen ohne ernsthafte Schäden überlebt werden.
Untrainierte Personen können ihren Atem nicht länger als ein bis zwei Minuten willentlich anhalten. Der Grund dafür liegt in der sehr strikten Regulation von CO2 und Blut-pH durch das Atemzentrum. Bei einer Apnoe wird kein CO2 mehr abgeatmet; es kumuliert im Blut. Dieser starke Reiz auf das Atemzentrum kann willentlich nicht überwunden werden. Allerdings kann eine Apnoetoleranz durchaus trainiert werden. Training (Sport)|Trainierte Apnoetauchen|Apnoetaucher können ihren Atem teilweise bis über acht Minuten lang anhalten.
Achtung: Die Tatsache, dass eine Hyperventilation vor Beginn einer willentlichen Apnoe es erlaubt, den Atem deutlich länger anzuhalten, führt oft zu der missverständlichen Annahme, dies sei einer vermehrten Aufsättigung des Blutes mit Sauerstoff geschuldet. Tatsächlich wird durch die Hyperventilation allerdings nur der CO2-Partialdruck gesenkt und somit der Zeitraum bis zur Stimulation des Atemzentrums verlängert.
Folge dieser falschen Annahme kann es sein, dass ein Taucher seinen Sauerstoffvorrat verbraucht, bevor er wieder Lufthunger verspürt. Die resultierende Bewusstlosigkeit kann unter Wasser sehr schnell zum Tode führen.
Apnoe-Oxygenierung
Da der Gasaustausch zwischen Blut und Lungeninhalt unabhängig vom Gasfluss zwischen Lungen und Außenluft ist, kann sogar einer apnoeischen Person ausreichend Sauerstoff verabreicht werden. Man nennt dieses Phänomen Apnoeische Oxygenierung.
In der Apnoe wird aus dem Gasvolumen in den Lungen mehr Sauerstoff absorbiert als Kohlendioxid in die Lungen hineindiffundiert. Bei offenen Atemwegen folgt ein verabreichtes Gas dem Druckgefälle von den oberen Atemwegen in die Lungen. Bei Gabe von reinem Sauerstoff genügt dies zum Auffüllen der Sauerstoffspeicher in der Lunge. Die Aufnahme von Sauerstoff ins Blut bleibt somit im üblichen Bereich.
Allerdings wird in einer Apnoe keinerlei CO2 abgeatmet. Der Partialdruck des Kohlendioxid im Blut wird also ansteigen und eine respiratorische Azidose verursachen. Außerdem wird der Sauerstoff in den Lungen nach und nach durch CO2 ersetzt
Unter idealen Bedingungen ? das heißt wenn vor Beginn der Apnoe reiner Sauerstoff geatmet wurde, um sämtlichen Stickstoff zu entfernen, und reiner Sauerstoff insuffliert wird ? könnte ein gesunder Erwachsener theoretisch eine Stunde lang ausreichend mit Sauerstoff versorgt werden. Limitierender Faktor bleibt hier die Kumulation von Kohlendioxid.
Apnoeische Oxygenierung findet Anwendung in der Thoraxchirurgie sowie bei Manipulationen an den Luftwegen wie zum Beispiel Bronchoskopie, Intubation oder chirurgischen Eingriffen. Aufgrund der beschriebenen Einschränkungen ist die Apnoe-Oxygenierung den Verfahren der extrakorporalen Zirkulation jedoch unterlegen und wird nur in Notfällen und für kurze Vorgänge genutzt.
Apnoetest (Hirntoddiagnostik)
Der so genannte 'Apnoetest' ist neben Angiographie, Elektroenzephalogramm und anderen eines der Kriterien, die zur Feststellung des Hirntodes im Rahmen der Organspende herangezogen werden. Dabei wird der Koma|komatöse Patient mit reinem Sauerstoff Beatmung|beatmet und die mechanische Ventilation drastisch reduziert, so dass es zu einem Anstieg des Kohlendioxid-Partialdruckes im Blut kommt. Für die Rezeptoren im Hirnstamm stellt dieser Anstieg einen maximalen Anreiz zur Auslösung eines Spontanatemzugs dar. Setzt die Spontanatmung bei einem festgelegten Grenzwert nicht ein, kann man von einem völligen Ausfall des Atemzentrums ausgehen.
Apnoebeatmung
Apnoebeatmung wird auch Backup-Beatmung genannt (hier variierten die Bezeichnungen der verschiedenen Hersteller von Beatmungsgeräten).
Spontane (bzw. augmentane) Beatmungsformen unterstützen den Patienten bei der Atmung ohne diese völlig zu übernehmen. Als Sicherheit dient die Apnoeeinstellung am Beatmungsgerät, sollte die Eigenatmung des Patienten versagen, so springt die Maschine automatisch in den Apnoemodus, beatmet also kontrolliert (bzw. mandatorisch) weiter.
