Biologie und Medizin

Definition und Funktion

Der Totraum ist der Raum des Atemsystems, der nicht am Gasaustausch beteiligt ist, jedoch der Fortleitung des inspirierten Gasgemisches dient. Der Totraum dient einigen, grundlegend wichtigen Konditionierungsvorgängen bei der Inspiration. So wird die eingeatmete Luft im Totraum auf eine physiologische Temperatur erwärmt, gleichzeitig wird die Inspirationsluft mit Wasser gesättigt, so dass eine relative Luftfeuchtigkeit von 100% erzielt wird. Es gibt zwei unterschiedliche Typen von Toträumen:

anatomischer Totraum

Zum anatomischen Totraum zählen die Nase, der Rachen, die Trachea und die Bronchien, in ihnen verbleiben pro Atemzug etwa 30% (ca. 0,15 l) der inspirierten Luft. Der anatomische Totraum kann zusätzlich vergrössert werden, indem der Atemweg z.B. durch einen Schnorchel verlängert wird.

funktioneller Totraum

Als funktionellen Totraum bezeichnet man die Summe aus dem anatomischen Totraum und den Regionen der Lunge, die durch Schädigungen nicht mehr in der Lage sind, am Austausch von Sauerstoff auf das Blut (und umgekehrt von CO₂ auf die Ausatemluft) teilzunehmen. Dadurch ist der funktionelle Totraum grösser als der anatomische.

Größe des Totraums

Die Berechnung der Größe des Totraums ist mit Hilfe der Bohr-Formel möglich:

V_{\mathrm {D} }=V_{\mathrm {T} }\,{\frac {F_{\mathrm {A\,CO_{2}} }-F_{\mathrm {E\,CO_{2}} }}{F_{\mathrm {A\,CO_{2}} }}}

Technik

Auch in der Technik gibt es den Begriff des Totraumes, auch Schadraum genannt: Bei Kolbenpumpen, Stirlingmotoren und Kompressoren ist es derjenige Raum, der die im Zylinderkopf komprimierten Gase erst expandiert, bevor neue Gasmasse angesaugt werden kann. Er wirkt sich also zum Schaden des Massenstromes aus und hat eine Verringerung des Wirkungsgrades zur Folge.