Der Einfluss der Schwerkraft auf die Zusammensetzung ausgeatmeter Luft



Mit Hilfe der Atemgasanalyse diagnostizieren Ärzte Lungenkrankheiten. Dabei analysieren sie nicht nur gasförmige Stoffe in der Atemluft, sondern auch Tröpfchen (Aerosole), die beim Ausatmen aus dem Körper gelangen und gesammelt werden können. Diese Tröpfchen stammen aus der Lungenflüssigkeit der tiefen Lunge.

Diese Proben, die ohne aufwendigen Eingriff in den menschlichen Körper gewonnen werden können, lassen sich biochemisch untersuchen - etwa auf krankhafte Veränderungen im Atemorgan. Für die Interpretation der Ergebnisse müssen allerdings die Mechanismen der Tröpfchenbildung und der Tröpfchentransport aus der tiefen Lunge heraus noch besser erforscht werden. Interessant ist vor allem die Frage, welche Rolle etwa das Atemmuster auf die Menge und Größenverteilung der ausgeatmeten Tröpfchen hat.

Es ist davon auszugehen, dass viele Tröpfchen, die in den feinen Strukturen der tiefen Lunge gebildet werden, durch die Schwerkraft sofort wieder abgeschieden werden und daher für die Analyse gar nicht zur Verfügung stehen. Im Experiment soll nun die Frage beantwortet werden, wie sich Anzahl und Größe der ausgeatmeten Tröpfchen verändern, wenn die Schwerkraft nicht vorhanden ist. Dadurch lässt sich der Tropfenbildungsprozess besser studieren.

Das Parabelflugmanöver ist ideal für derartige Untersuchungen, da jede Testperson kurz hintereinander unterschiedliche Schwerkraftphasen durchläuft und sich die Veränderungen der Tröpfchenmenge in der ausgeatmeten Luft durch eine schnelle Messung von Anzahl und Größenverteilung erfassen lassen. Angewendet werden könnten die Forschungsergebnisse bei Diagnoseverfahren, die auf Eingriffe in den Körper verzichten, sowie bei der Verlaufskontrolle von Lungenkrankheiten. Es besteht die Chance, krankhafte Veränderungen durch die Aerosol-Analyse  in der Atemluft früher zu erkennen als mit den Methoden der klassischen Lungenfunktionsdiagnostik.


Kontakt
Prof. Dr. Wolfgang Koch
Fraunhofer Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin

E-Mail: wolfgang.koch@item.fraunhofer.de
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