27.04.2025
Die Atmung
Die Atmung ist ein lebensnotwendiger Vorgang, der dem Austausch von Atemgasen dient. Dabei wird Sauerstoff (O₂) aufgenommen und Kohlendioxid (CO₂) abgegeben.
Innere und äußere Atmung
Zum Atmungssystem gehören die äußere (Lungenatmung) und die innere Atmung (findet im Gewebe und im Blut statt).
Bei der inneren Atmung spielt auch die Diffusion eine Rolle. In den Kapillaren wird Sauerstoff und Kohlendioxid durch Diffusion ausgetauscht. Ein anderer Prozess, der zur inneren Atmung gehört, ist die Zellatmung.
🪢 🧩💡Erinnerungsknoten: Was ist die Zellatmung?💡🧩 🪢
Die Aufgabe der Atmung
Mit der Einatmung wird Sauerstoff aufgenommen und über das Blut in die Körperzellen transportiert. In den Zellen findet ein „Verbrennungsprozess“ statt, bei der Glucose durch Sauerstoff zu ATP umgebaut wird. ATP ist die Energie der Zelle. Bei diesem „Verbrennungsprozess“ entsteht Kohlendioxid als Abfallprodukt. Dieses wird über das Blut zur Lunge transportiert und schließlich mit der Ausatmung aus dem Körper ausgeschieden.
Die oberen Atemwege
Mund/Nase mit Nasenhöhlen – Rachen
Die Atemluft strömt über Mund und Nase in den Rachen. Um die eingeatmete Luft auf ihrem Weg in den Körper von Staubpartikeln zu reinigen, sind die luftleitenden Abschnitte der oberen Atemwege mit einer Schleimhaut und winzigen Härchen (Flimmerepithel) ausgekleidet. Diese Strukturen sind gleichzeitig dafür da, um die Luft anzufeuchten und zu erwärmen, bevor sie weiter in die tieferen Atemwege gelangen.
🪢 🧩💡Erinnerungsknoten: Was ist Epithelgewebe?💡🧩 🪢
Zwischen den oberen und den unteren Atemwegen befindet sich der Kehlkopf.
Die unteren Atemwege
Trachea – Bronchien – Lungengewebe (inkl. Lungenbläschen = Alveolen)
Die unteren Atemwege bilden ein röhrenförmiges System, das an einen „auf den Kopf gestellten Baum“ erinnert. Sie beginnen mit der Luftröhre (Trachea). Auf Höhe des vierten/fünften Brustwirbels teilt sich die Trachea in einen linken und einen rechten Bronchialast. Anschließend verzweigen sich die Atemwege in beiden Lungenflügeln noch etwa 22 weitere Male und werden dabei immer feiner. Schließlich enden sie in den kleinsten Lungenbläschen (Alveolen) die aus einer sehr dünnen Membran bestehen. Würde man alle Alveolenflächen aneinanderlegen, ergäbe sich eine Oberfläche von etwa 70 bis 100 m2. In den Alveolen findet schließlich der Gasaustausch statt (Diffusion): Sauerstoff wird ins Blut aufgenommen, während das beim Stoffwechsel entstandene Kohlendioxid in die Alveolen übertritt und anschließend ausgeatmet wird.
🪢 🧩💡Erinnerungsknoten: Was ist Diffusion?💡🧩 🪢
Die Nase: Die erste Verteidigungslinie der Atemwege
Die drei Aufgaben der Nase:
• Riechorgan
• Erwärmung der Einatmungsluft
• Reinigung der Einatmungsluft
Durch die Nase gelangt die Atemluft mit Sauerstoff in den Körper und Kohlendioxid strömt beim Ausatmen wieder hinaus. Die eigentliche Funktion der Nase ist dabei nur die Leitung der Luft, die Aufnahme von Sauerstoff und die Abgabe von Kohlendioxid findet nicht in der Nase, sondern erst in den Alveolen der Lunge statt.
Die Nase besteht aus zwei Nasenhöhlen, durch die die eingeatmete Luft einströmt und die durch die Nasenscheidewand voneinander getrennt sind. An den seitlichen Wänden der rechten und linken Nasenhöhle befinden sich jeweils drei Nasenmuscheln. Zwischen den Nasenmuscheln verlaufen die drei Nasengänge. In die Nasengänge mündet auch der Tränennasengang, der als Abflusskanal der Tränendrüsen dient. Deshalb läuft beim Weinen die Nase.
Die Schleimhaut in der Nase ist sehr reich an Blutgefäßen. Diese spielen eine wichtige Rolle bei der Erwärmung der eingeatmeten Luft. Bei Reizungen oder Infektionen kann es zu Schleimhautschwellungen kommen, die die Nasenatmung behindern. Borstige Haare am Naseneingang helfen, die Luft von groben Schmutzpartikeln zu reinigen. Die Nase dient zudem zur Wahrnehmung von Gerüchen.
Der Rachen: Die Kreuzung von Atem- und Speisewegen
Der Rachen (Pharynx) ist der gemeinsame Raum von Nasen- und Mundhöhle. In diesem Bereich kreuzen sich die Wege von Atemluft und Nahrung. In den Nasen-Rachen-Raum mündet zudem die Ohrtrompete, die eine Verbindung zwischen der Paukenhöhle im Mittelohr und der Rachenhöhle herstellt. Diese Verbindung ermöglicht den notwendigen Druckausgleich zwischen beiden Hohlräumen. Am Rachendach befinden sich die Rachenmandeln, die aus lymphatischem Gewebe bestehen und eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Infektionen spielen.
Der Kehlkopf: Die Schleuse zwischen Luft und Leben
Aufbau:
Kehldeckel (Epiglottis)
Zungenbein
Kehlkopfknorpel:
– Schildknorpel
– Ringknorpel
– Stellknorpel
Stimmuskeln
Der Kehlkopf (Larynx) ist das Stimmorgan des Menschen. Der Kehlkopf besteht aus mehreren Knorpelstrukturen, die gemeinsam seine Form und Funktion ermöglichen, darunter Ringknorpel, Schildknorpel, Stellknorpel und Kehldeckelknorpel. Eine der wichtigsten Aufgaben übernimmt der Kehldeckel, der dafür sorgt, dass Nahrung und Luft getrennt werden: Beim Schlucken verschließt er wie ein Ventil die Luftröhre, damit keine Nahrung in die Atemwege gelangt.
📸 Foto: Die Knorpel des Kehlkopfes, DocCheck 📸
Der Kehlkopf ist der Zwischenabschnitt zwischen oberen und unteren Atemwegen.
📸 Foto: 3D-Foto eines Kehlkopfs, DocCheck 📸
Töne entstehen durch Schwingungen der Stimmbänder bzw. Stimmlippen im Kehlkopf.
Die Luftröhre: Die Pipeline zur Lunge
Aufbau:
• Bindegewebe
• Muskelschichten (glatte Muskulatur)
• Knorpelspangen
• Übergang in die Bronchien
Die Luftröhre (Trachea) ist der erste Abschnitt der unteren Luftwege. Sie verläuft vor der Speiseröhre und liegt zum Teil im Halsbereich sowie im Brustraum. Ihre Wand besteht aus Bindegewebe und Muskelschichten, die der Stabilität und Beweglichkeit dienen. Zusätzlich wird die Luftröhre durch eingearbeitete Knorpelspangen verstärkt, welche die Lichtung der Trachea offenhalten, um eine ungehinderte Luftzufuhr zu den Lungen zu gewährleisten. Die Luftröhre hat eine Länge von etwa zehn bis fünfzehn Zentimetern und einen Durchmesser von meist mehr als zwei Zentimetern.
Der Bronchialraum: Der Atembaum des Lebens
Der Bronchialraum beginnt an der Stelle, an der sich die Trachea in zwei Haupt- oder Stammbronchien aufteilt (Bifurkation, linker und rechter Ast), ungefähr in Höhe des vierten/fünften Brustwirbels.
Der rechte Stammbronchus verzweigt sich in drei Hauptäste, der linke in zwei Hauptäste (weil auf der linken Seite das Herz liegt und dadurch weniger Platz für die Lunge vorhanden ist). Das ist ähnlich wie bei der Leber, die auf der linken Seite ebenfalls kleiner ist als auf der rechten, weil das Herz links mehr Platz beansprucht.
Die Hauptäste teilen sich anschließend immer weiter auf, bis sie schließlich die feinen Endbronchien erreichen, die in die Lungenbläschen übergehen.
Die Lungen: Die Gastauschanlage im Körper
Die Lungen sind paarig angelegt, das heißt, es gibt eine rechte und eine linke Lunge. Im Brustraum liegen die beiden Lungenflügel nebeneinander und sind durch den Mittelfellraum (Mediastinum) voneinander getrennt.
Wie auch die Leber und die Stammbronchien haben auch die Lungen im rechten Bauchraum mehr Platz zur Verfügung als im linken. Das Herz nimmt auf der linken Seite einen großen Teil des Platzes für sich in Anspruch. Deshalb besteht der rechte Lungenflügel aus drei Lappen (Oberlappen, Mittellappen, Unterlappen) und der linke aus zwei (Oberlappen, Unterlappen).
Von der Mittelfellseite her treten die Hauptbronchien sowie Blutgefäße, Lymphgefäße und Nerven in die Lungen ein. In diesem Bereich befinden sich zahlreiche Lymphknoten. Das luftleitende Bronchialsystem verzweigt sich weiter und geht schließlich mit den Endbronchien in das System der Lungenbläschen, der sogenannten Alveolen, über. In den Alveolen findet der lebenswichtige Gasaustausch statt.
Das Brustfell: Die schützende Haut der Lunge
Das Brustfell (Pleura) besteht aus zwei Schichten: dem Lungenfell und dem Rippenfell. Zwischen diesen beiden Schichten befindet sich der Pleuraspalt, der von einem dünnen Flüssigkeitsfilm ausgekleidet ist.
Dieser Flüssigkeitsfilm (Pleuraflüssigkeit) ermöglicht es, dass die beiden Schichten nahezu reibungslos aneinander entlanggleiten. Die Oberfläche der Lunge ist dabei von einem glatten, dünnen Membran überzogen, dem sogenannten Lungenfell.
Der Unterschied zwischen Kohlendioxid CO2, Kohlenmonoxid CO, und Kohlenstoff C
Kohlenstoff (C) ist ein Nichtmetall. Er gehört zu den chemischen Elementen, die keine metallischen Eigenschaften haben, wie etwa elektrische Leitfähigkeit oder metallischen Glanz. Stattdessen bildet Kohlenstoff in der Natur verschiedene Formen wie etwa Diamant oder Graphit. Kohlenstoff ist ein wesentlicher Bestandteil aller bekannten Lebensformen, weil er die Grundlage für die Bildung komplexer Moleküle wie Kohlenhydrate, Fette, Proteine und Nukleinsäuren darstellt.
Kohlenstoff ist ein Grundelement. Es kann sich mit Sauerstoff (O) verbinden und dabei verschiedene Verbindungen bilden:
• Wenn sich ein Kohlenstoffatom mit nur einem Sauerstoffatom verbindet, entsteht Kohlenmonoxid (= lebensgefährliches Gas)
• Wenn ein Kohlenstoffatom sich mit zwei Sauerstoffatomen verbindet, entsteht Kohlendioxid (= natürliches Gas, im Körper und in der Luft vorkommend)
Diese Verbindungen entstehen oft bei Verbrennungsprozessen. Wenn zum Beispiel Holz oder Benzin verbrannt wird und dabei zu wenig Sauerstoff vorhanden ist, entsteht gefährliches Kohlenmonoxid. Bei vollständiger Verbrennung entsteht Kohlendioxid. Wenn die Zelle Sauerstoff „verbrennt“, um daraus Energie zu gewinnen, entsteht ebenfalls Kohlendioxid.
Kohlenmonoxid (CO) ist ein giftiges Gas, das zum Beispiel bei unvollständiger Verbrennung von Kohlenstoff entsteht, etwa in Abgasen oder bei Bränden. Kohlenmonoxid im Körper blockiert den Sauerstofftransport.
Kohlendioxid (CO₂) ist ein natürliches Gas, das im Körper beim Zellstoffwechsel entsteht – also bei der Energiegewinnung in den Zellen. Es wird mit dem Blut zur Lunge transportiert und dann abgeatmet. Kohlendioxid ist in kleinen Mengen für den Körper notwendig, weil es unter anderem die Atemregulation beeinflusst.
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