Das Atmungssystem

 

Um alle Organe mit ausreichend Sauerstoff versorgen zu können, benötigt der Körper ein leistungsfähiges und gut entwickeltes Atmungssystem. Die Atmungsorgane sorgen dafür, dass Sauerstoff aus der Luft aufgenommen und Kohlendioxid als Abfallprodukt wieder abgegeben wird.

 

Zu den wichtigsten Bestandteilen des Atmungssystems zählen Nase, Luftröhre, Bronchien, Lungenflügel und Lungenbläschen. Ihre Aufgaben sind sowohl der Gasaustausch als auch die Prüfung und Reinigung der Luft.

 

Die Einschätzung und Bewahrung sozialer Bindungen erfolgt zu einem wesentlichen Teil über den Riechsinn.

 

Unterscheide

• Äußere Atmung: Der Gastransport von Nase und Mund bis in die Lungenkapillare und zurück zu Mund und Nase
• Innere Atmung: Der Gastransport von den Lungenkapillaren bis zu den Zellen des Körpers und zu den Lungenkapillaren zurück

 

Charakteristikum

Die Lungen sind das einzige Organsystem, welches …

• unbewusst        = autonom-vegetativ via Atemzentrum und VNS
• bewusst   = willkürlich mit Hilfe der Atemmuskulatur

… gesteuert werden kann. Beide Systeme führen einerseits bei Stress zu beschleunigter Atmung, doch sie bieten andererseits die Möglichkeit, das emotionale Empfinden durch eine Verlangsamung der Atmung zu regulieren.

 

 

Nase

In der Nase (Nasus) wird die eingeatmete Luft geprüft, befeuchtet, vorgewärmt und gereinigt. Das Atmen durch die Nase ist wesentlich gesünder als die Mundatmung, da die Luft für die Lungen optimal aufbereitet wird. Der innere Teil der Nase, die Nasenhöhle (Cavum nasi), ist im Vergleich zum sichtbar vorspringenden, pyramidenförmigen Anteil deutlich größer.

 

Nasennebenhöhlen

Die Nasennebenhöhlen (Sinus) unterstützen die Nase bei ihren oben genannten Aufgaben. Weiterhin dienen sie als Resonanz- und Klangkörper und beeinflussen damit die Stimmresonanz und den Klang der Stimme.

 

Rachen und Kehlkopf

 

Im Bereich von Rachen (Pharynx) und Kehlkopf (Larynx) kreuzen sich die Wege von Speisen und Atemluft. Damit Nahrung und Flüssigkeiten nicht in die Atemwege gelangen, verschließt der Kehldeckel (Epiglottis) beim Schlucken den Eingang zum Kehlkopf. Dieser Verschlussmechanismus wird ausgelöst, sobald der Zungengrund beim Schlucken die Epiglottis berührt.

 

Drei Abschnitte des Rachens

• Nasenrachen
• Mundrachen
• Kehlkopfrachen

 

Stimmbildung

Im Kehlkopf liegen die Stimmbänder (Ligamenta vocalia) zur Stimmbildung (Phonation). Durch das Zusammenspiel von Ausatmung und Stellknorpeln kommt es zur Ausbildung von Flüstern, Sprache und Gesang.

 

 

Luftröhre

Die Luftröhre (Trachea) hat eine Länge von 12 cm und verbindet den Kehlkopf mit den Bronchien. Sie liegt hinter der Schilddrüse und dem Thymus sowie vor der Speiseröhre. Ihre Schleimhaut verhindert das Eindringen von Partikeln in die Lungen oder befördert hineingeratene Partikel mittels des Flimmerepithels wieder hinaus.

 

U-förmige Knorpelspangen versteifen die Luftröhre und halten sie in ihrer Form. Muskeln an der offenen Seite können das Trachealvolumen während der Ausatmung verkleinern.

 

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Bronchien und Lungen

 

Bronchien

Die Bronchien beginnen dort, wo sich die Luftröhre (Trachea) erstmals teilt. Es folgen der rechte und linke Hauptbronchus, die jeweils in den rechten und linken Lungenflügel führen. Jeder Hauptbronchus verzweigt sich weiter in die Lappenbronchien. Auf der rechten Seite sind dies drei, links zwei. Diese entsprechen den jeweiligen Lungenlappen.

 

Diese Lappenbronchien teilen sich weiter in Segmentbronchien, die wiederum das Lungengewebe in funktionelle Segmente gliedern.

 

Die Bronchien bestehen aus einer Wand mit Knorpelspangen und glatter Muskulatur. Sie sind innen mit Schleimhaut und Flimmerepithel ausgekleidet, welches für Reinigung und Schutz sorgt. Mit jeder weiteren Verzweigung werden die Bronchien enger, bis sie in die Bronchiolen übergehen. Schließlich führen sie zu den Alveolen, wo der Gasaustausch stattfindet.

 

 

 

 

Weg der Atemluft

• Mund und Rachen
• Luftröhre (Trachea)
• Aufzweigung (Bifurkation) nach rechts und links
• Stammbronchien
• Bronchien
• Bronchiolen
• Lungenbläschen (Alveolen)

 

 

Aufbereitung der Atemluft

• Hocheffektive Reinigung
• Befeuchtung bis nahezu 100% Luftfeuchtigkeit
• Erwärmung bis 37 °C

 

 

Lungenlappen

Die beiden Lungenflügel sind die größten Organe im Brustkorb. Sie zeichnen sich durch eine hohe Anpassungsfähigkeit aus und verändern ihre Größe während der Ein- und Ausatmung erheblich. Die Untergrenze der Lungen wird vom Zwerchfell gebildet. Zwischen maximaler Einatmung (Inspiration) und maximaler Ausatmung (Exspiration) entsteht ein Höhenunterschied des Zwerchfells (Diaphragma) von 5 cm.

 

Gliederung der Lungenflügel

Rechte Lunge	Linke Lunge
3 Lungenlappen	2 Lungenlappen
10 Lungenläppchen	8 bis 10 Lungenläppchen
150 Mio. Alveolen	150 Mio. Alveolen

 

 

 

 

 

Pleurablätter

 

Die Lungenflügel sind von Fellen umgeben.

• inneres Fell      = Lungenfell (Pleura visceralis)
• äußeres Fell     = Rippenfell (Pleura parietalis)

 

Zwischen den Fellen befindet sich ein schmaler Spalt, der Pleuraspalt. Er ist mit einer dünnen Schicht seröser Pleura-Flüssigkeit gefüllt, die das reibungslose und schmerzfreie Gleiten der Lungenflügel während der Atmung ermöglicht.

 

 

Alveolen

 

Beide Lungenflügel gemeinsam enthalten 300 Millionen Alveolen. Das sind winzige, dünnwandige Lungenbläschen, deren Wände aus einwandigen Zellschichten bestehen. Jede Alveole ist von einem Netz feinster Kapillaren umgeben.

 

Die enge Nachbarschaft von Luft und Blut ermöglicht es, dass an den Alveolen der eigentliche Gasaustausch stattfindet.

· Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft diffundiert durch die dünne Alveolarwand in das Blut der Kapillaren,

· während gleichzeitig Kohlendioxid aus dem Blut in die Alveolen übertritt, um mit der Ausatemluft abgegeben zu werden.

 

Damit sind die Alveolen der Ort, an dem der lebenswichtige Austausch von Atemgasen zwischen der Umgebungsluft und dem Körperinneren erfolgt.

 

 

 

Atemvolumina

 

Das Atemvolumen setzt sich aus verschiedenen Lungenvolumina zusammen. Diese sind das Atemzugvolumen, das inspiratorische und exspiratorische Reservevolumen sowie das Residualvolumen. Letzteres verbleibt auch nach maximaler Ausatmung in der Lunge.

 

Die Summe aus Atemzugvolumen und den beiden Reservevolumina ergibt die Vitalkapazität. Die Totalkapazität der Lunge umfasst zusätzlich das Residualvolumen, sie liegt bei 6 bis 7 Litern.

 

Die Volumina sind anatomisch durch Größe und Elastizität der Lungen sowie Beweglichkeit des Thorax und Zwerchfells bestimmt und variieren je nach Körpergröße, Alter, Geschlecht und Kondition, also Trainingszustand.

 

 

Atemvolumina im Detail

• Atemzugvolumen (500 ml)
• Inspiratorisches Reservevolumen (2,5 l)
• Exspiratorisches Reservevolumen (1,5 l)
• Residualvolumen (1,5 l), verbleibt nach maximaler Ausatmung in den Lungen
• Totraumvolumen (1,2 l), verbleibt in den luftleitenden Atemwegen Nase, Rachen, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien, Bronchiolen
• Vitalkapazität = maximales Atemzugvolumen (4,5 l)
• Totalkapazität = Vitalkapazität plus Residualluft
• Atemminutenvolumen = Volumen pro Atemzug (500 ml) multipliziert mit Anzahl der Atemzüge pro Minute = 7,5 Liter

 

 

 

 

Pro Atemzug wird ein halber Liter Luft eingeatmet, von dem jedoch nur ein Drittel die Alveolen erreicht. Der Rest verbleibt (residiert) in den Atemwegen und steht dem Gasaustausch daher nicht zur Verfügung.