Vitalkapazität

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 12. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Die Vitalkapazität ist eine Kenngröße der Spirometrie. Sie gibt Auskunft über die Lungenfunktion beim Einatmen und Ausatmen. Wenn die exspiratorische Vitalkapazität deutlich von der inspiratorischen Vitalkapazität abweicht, liegt vermutlich eine Lungenerkrankung vor.

Was ist die Vitalkapazität

Die Vitalkapazität ist eine Kenngröße der Spirometrie. Sie gibt Auskunft über die Lungenfunktion beim Einatmen und Ausatmen.

Die Spirometrie misst die Lungenfunktion mittels eines sogenannten Spirometers. Die Lungenfunktionstests ermitteln sowohl Größen für die Inspiration, als auch Werte für die Exspiration. Das heißt, dass sie sich sowohl mit dem Einatmen, als auch mit dem Ausatmen befassen.

Eine Kerngröße aller Lungenfunktionstests ist die sogenannte Vitalkapazität. Mit Bezug zum Einatmen ist von der inspiratorischen Vitalkapazität die Rede. Die exspiratorische Vitalkapazität ist dagegen die Kerngröße für die Lungenfunktion beim Ausatmen. Beide Größen können bei normaler Atmung oder forcierter Atmung gemessen werden. Die forcierte Atmung entspricht einer Atmung mit maximaler Geschwindigkeit. Die zugehörigen Vitalkapazitäten werden als forciert exspiratorische und forciert inspiratorische Vitalkapazität bezeichnet.

Andere Kerngrößen des Lungenfunktionstests sind die Lungenvolumina. Sie beschreiben das Luftvolumen, das sich während der Ein- und Ausatmung in den Lungen und Luftwegen befindet. Für die Sollwerte der Vitalkapazitäten und Lungenvolumina spielen Faktoren wie das Alter und die Körpergröße eine Rolle.

Funktion & Aufgabe

Die Lungen sind aber nicht nur für die Aufnahme von Sauerstoff relevant, sondern spielen eine ebenso große Rolle für den Abtransport von Kohlendioxid, der als Endprodukt des Körperstoffwechsels anfällt. Wenn dieser Abtransport gestört oder unterbrochen ist, stellen sich Vergiftungserscheinungen ein. Der Hauptschauplatz des Gasaustausches sind die Alveolen der Lungen, die eine Gesamtoberfläche von 140 m2 aufweisen.

Als medizinische Fachrichtung beschäftigt sich die Pneumologie mit den Lungen und der Lungenfunktion. Der Pneumologe ermittelt durch verschiedene Tests die Lungenvolumina und Vitalkapazitäten, die wiederum Rückschlüsse auf die Lungenfunktion zulassen. Er vergleicht die ermittelten Werte mit den Sollwerten und stellt gegebenenfalls eine Diagnose.

Die Vitalkapazität ist die zentrale Größe der Lungenfunktion und dient in der Spirometrie als Kenngröße. Die inspiratorische Vitalkapazität gibt Informationen über die Lungenfunktion bei der Einatmung. Die exspiratorische Vitalkapazität bezieht sich auf die Ausatmung.

Zur Ermittlung der Vitalkapazitäten atmet der Patient über ein Mundstück. Die Nasenatmung wird durch eine Nasenklemme verhindert. Neben physikalischen Zusammenhängen, wie dem Luftdruck oder den Verwirbelungen in den Lungen beeinflusst die Mitarbeit des Patienten die Genauigkeit bei der Messung der Vitalkapazität. Der Patient muss während der Messung maximal einatmen und maximal wieder ausatmen.

Die statische Vitalkapazität bezieht sich ausschließlich auf das Luftvolumen der Lunge selbst. Bei der dynamischen Vitalkapazität wird auch der Gasfluss bei der Ein- und Ausatmung berücksichtigt. Die exspiratorische und inspiratorische Vitalkapazität sind statische Vitalkapazitäten. Die forcierte Vitalkapazität ist eine dynamische Kenngröße.

Die Vitalkapazität hat abhängig vom Alter und der Körpergröße des Patienten unterschiedliche Sollwerte. Die Gleichungen VC_{m} =(27.63 - 0.112 a) \cdot g \quad (\mathsf{in \ cm^3})und VC_{w} =(21.78 - 0.101 a) \cdot g \quad (\mathsf{in \ cm^3}) gelten als Grundlage zur Ermittlung der Soll-Vitalkapazität. Mit g ist darin die Körpergröße in Zentimetern gemeint und a entspricht dem Alter in Jahren.

Anders als bei der inspiratorischen Vitalkapazität erfolgt die Messung der exspiratorischen Vitalkapazität in drei Einzelschritten. Auf die maximale Ausatmung folgt eine langsam maximale Einatmung und schließlich die maximale Ausatmung, die der Messung dient.

Krankheiten & Beschwerden

Zur Krankheitsdiagnostik ist der Sollwert weniger relevant, als die annähernde Übereinstimmung der einzelnen Vitalkapazitäten. Wenn die Lungen des Patienten gesund sind, sollten die vier Vitalkapazitäten also relativ gleich ausfallen. Wenn sie stark voneinander abweichen, liegt vermutlich eine obstruktive Lungenerkrankung vor. Die inspiratorische Vitalkapazität ist dabei deutlich größer, als die exspiratorische Vitalkapazität, die wiederum die forcierte Vitalkapazität deutlich übersteigt.

Bei obstruktiven Lungenerkrankungen liegt eine Verengung oder Verlegung der Atemwege vor, die Obstruktion genannt wird. Erkrankungen aus dieser Gruppe sind zum Beispiel Asthma bronchiale. Die Ursache dieser Erkrankung ist eine Kombination aus genetischer Disposition und Umweltfaktoren. Auch Klimafaktoren und psychische Komponenten können an einer Asthmaerkrankung beteiligt sein.

Außerdem zählen die Krankheiten aus der Gruppe COPD zu den obstruktiven Lungenerkrankungen. Diese Erkrankungen werden vorwiegend durch Zigarettenrauch verursacht. Die Lungen entzünden sich durch den Rauch oft heftig und die Atemwege verlegen oder verengen sich in einer Folge dessen. Nicht nur voneinander abweichende Vitalkapazitäten sind häufig ein Raucherproblem, sondern ebenso abnormal geringe Vitalkapazitäten.

Quellen

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