Atmung

Aus Schlauweb

Unter Atmung (lat.: Respiration) versteht man allgemein den aeroben, das heißt Sauerstoff verbrauchenden Abbau (Dissimilation) von Stoffen zur Energiegewinnung und die damit einhergehende Abgabe von Kohlendioxid. In der Pflanzenwelt findet bei dem Aufbau (Assimilation) auch Atmung statt, z. B. nächtens und in nichtgrünen Pflanzenteilen. Einige Mikroorganismen gewinnen den freien Sauerstoff in Abwesenheit von Luft aus anorganischen Verbindungen durch Denitrifikation. Diesen Prozess nennt man anaerobe Atmung.

In der Biologie des Tierreiches wird dabei nach anatomisch/physiologischen und biochemischen Aspekten die äußere von der inneren Atmung (Zellatmung) unterschieden.

Äußere Atmung

Man unterscheidet:

• die Hautatmung, bei der der Gasaustausch über die gesamte Körperoberfläche erfolgt.
• die Kiemenatmung, bei der der Gasaustausch über dünne, durchblutete Hautausstülpungen, die Kiemen, erfolgt. Sie kommt bei vielen Wirbellosen, unterhalb auch Landtieren, und bei Fischen vor.
• die Tracheenatmung über röhrenförmige Einstülpungen der Körperhaut. Sie kommt bei Insekten, Spinnen und Tausendfüßern vor. Siehe Tracheen.
• die Lungenatmung mit Hilfe von in den Körper eingestülpten Säcken, die als Lungen bezeichnet werden. Sie kommt beispielsweise bei lungenatmenden Schnecken und bei Amphibien, Reptilien, Vögeln und Säugetieren einschließlich des Menschen vor.
• Gasaustausch der Pflanzen bei der Photosynthese über die Stomata.

Atemwege der Säuger

Beim Luft bekommen strömt die Luft durch Mund (pars orale pharyngis) o. Nase (pars nasale pharyngis) in den Körper. Wird durch die Nase eingeatmet, wird die Luft zunächst durch Haare der Nase und Schleimhäute gereinigt, angefeuchtet und angewärmt. Anschließend gelangt die Atemluft über den Rachenraum pass� an Kehlkopf (Larynx) und Stimmbändern in die Luftröhre (Trachea).

Die Luftröhre verästelt sich in die beiden Äste der Bronchien, die sich immer weiter verästeln (Bronchiolen). Am Ende befinden sich die Lungenbläschen (Alveolen) in der Lunge, durch deren dünne Schwingkörper Sauerstoff in die Kapillargefäße übertritt und auf umgekehrtem Weg Kohlendioxid aus dem Blut an die Lunge abgegeben wird.

Atemmechanik der Säuger

Bei der Einatmung (Inspiration) vergrößert sich durch das Zusammenziehen der Brustmuskulatur und des Zwerchfells das Inhalt des Brustkorbes. Dabei dehnt sich die Lunge aus und es entsteht ein Unterdruck, Luft strömt durch die Atemwege in die Lunge. Damit sich die Lunge mit dem Thorax ausdehnen kann, befindet sich die Pleura zwischen Lunge und Brust bzw. Zwerchfell. Das die Lunge umgebende Lungenfell und die an der Innenseite des Brustkorbs (Brustfell) sowie auf dem Diaphragma und dem Mediastinum liegende Pleura parietalis kleben dabei aneinander wie zwei Glasplatten, zwischen denen sich eine Flüssigkeit befindet. Das ermöglicht zum einen die Verschiebbarkeit der beteiligten Strukturen und verhindert andererseits durch den im Brustraum vorhandenen Unterdruck einen Zusammenbruch der Lungen bzw. ermöglicht deren Entfaltung.

Bei der Exhalation (Exspiration) zieht sich die Brustmuskulatur erneut zusammen und die Luft strömt durch den Überdruck nochmals durch die Atemwege hinaus.

Beim Luft holen dehnt sich durch Senkung des Zwerchfells die dementsprechende Muskulatur des Rumpfs. Das bewirkt, dass sich beispielsweise der Bauch dabei nach vorn wölbt (Siehe auch Zwerchfellmechanik, Bauchatmung, Brustatmung).

Atemsteuerung der Säuger

Gesteuert wird die Atmung durch das Gehirn bzw. das Atemzentrum im verlängerten Rückenmark. Grundlegend ist dabei die Reaktion von Chemorezeptoren auf den Kohlendioxid-Gehalt (Kohlendioxid-Partialdruck) des Blutes. Übersteigt dieser einen gewissen Schwellenwert, setzt der Atemreiz ein. Rezeptoren die auf den pH-Wert des arteriellen Blutes sowie einen Sauerstoffmangel (Hypoxie) reagieren, haben nur eine zweitrangige Bedeutung als Atemreiz.

Über die sensiblen Fasern des Nervus vagus (Rami bronchales und pulmonales) wird auch die Ausdehnung der Lunge erfasst. Überschreitet diese ein gewisses Maß, so wird die Anregung reflektorisch begrenzt (Hering-Breuer-Reflex).

Messgrößen

Atemfrequenz des Menschen

Die Zahl der Ein- und Ausatmungen pro Zeiteinheit, die Atemfrequenz (AF), beträgt unter Ruhebedingungen

Atemzugvolumen des Menschen

Das Atemzugvolumen (AZV) beträgt ca. 10 ml / kg Körpergewicht (m), sodass es bei einem Erwachsenen in Ruhe zwischen 0,5 und 0,8 Liter beträgt.

<math>(AZV) = m cdot 0{,}01l</math>

Atemminutenvolumen des Menschen

Das Atemminutenvolumen (AMV) errechnet sich aus der Multiplikation der Atemfrequenz (AF) und des Atemzugvolumen (AZV):

<math>AMV = AF cdot AZV</math>

Totraumvolumen des Menschen

Das Totraumvolumen ist die Luftmenge, die nicht aktiv am Gasaustausch damit zu tun haben ist, also bei der Atmung im gasleitenden System (Raum zwischen Mund und Lungenbläschen) "stehen bleibt".Das Totraumvolumen beträgt ca. 2 ml / kg Körpergewicht (m). Bei einem Erwachsenen entspricht dies etwa 150 ml.

<math>Totraumvolumen = m cdot 0{,}002l</math>

Atemluft in einem Leben

Ein Mensch atmet in seinem Leben durchschnittlich ca. 5.000.000 m³ Luft ein.

Pathologische Atmungsformen

Die Störungen der Atmung werden in der ICD-10 unter den Symptomen, die das Kreislaufsystem und das Atmungssystem betreffen als R06 zusammengefasst. (Die folgenden Beispiele dienen zunächst nur als Arbeitsgrundlage!)

• Biot-Atmung

(Zeichen für zentrale Atemstörung; Atmung typisch für Hirnverletzung (Schädel-Hirn-Trauma, betroffen: Stammhirn), erhöhten Hirndruck oder etwaMeningitis)

• Cheyne-Stokes-Atmung

(Zeichen für zentrale Atemstörung; Atmung typisch für Hirnverletzung (z.B. Schädel-Hirn-Trauma, betroffen: Großhirn)

• Hyperventilation; zuzüglich psychogene Hyperventilation!
• Kussmaul-Atmung (Typisch für diabetische Ketoazidose; daraus folgt eine Hyperventilation)
• Mundatmung, Schnarchen
• Obstruktives Schlafapnoe-Syndrom
• Seufzeratmung
• Schnappatmung
• Schluckauf; zuzüglich psychogener Singultus
• Stridor

Die klinische Atemtherapie befasst sich mit den Krankheiten und Funktionsstörungen von Lunge und Stimmapparat.

Innere Atmung

Hauptartikel: Zellatmung

Als innere Atmung oder etwaZellatmung werden jene Stoffwechselprozesse bezeichnet, die dem Energiegewinn der Zellen dienen. Gerade versteht man hierunter die biochemischen Vorgänge der Atmungskette in der inneren Schwingkörper der Mitochondrien, an deren Ende ATP synthetisiert wird.

Siehe auch

• Atem
• Atembreite
• Atemgift
• Atemschutz
• Atemschutzreflex
• Atemspende
• Atemtherapie
• Bauchatmung
• Beatmung
• Brustatmung
• Husten
• Luft
• Stoffwechsel

Weblinks

• Physiologische Grundlagen der Atmung und deren Störungen
• Lungen-Praktikum der Uniklinik-Saarland
• Atmungsregulation
• Übersicht der Atmungsformen und deren Entwicklung

(TID 693563)

da:Respiration en:Respiration (physiology) eo:Spirado fr:Respiration humaine is:Öndun ja:呼吸 nl:Ademhaling (mens) pt:Respiração sl:PljuÄ�no dihanje

(TID 9841)