Atmung: Übersicht

Die Lunge Atmung Atemmechanik
Steuerung der Atmung Atemfrequenz Atemtypus
     

 

 

Die Lunge (lat. Pulmo)

 

 

  • paarig angelegtes Organ - zwei Lungenflügel
  • linker Lungenflügel teilt sich in zwei Lungenlappen (etwas kleiner durch Herz)
  • rechter Lungenflügel teilt sich in drei Lungenlappen
  • Beide Lungenflügel befinden sich beweglich im Brustraum (Thorax)
  • Atmung durch Bewegung des Zwerchfells und der Rippenmuskulatur

 

Lungenwurzel (Hilus Hilum lat. = kleines Ding oder Stiel)

  • Eintrittsstelle im Lungenflügel für Hauptbronchien, Lymph- und Blutgefäße

 

Pleura (Brustfell)

  • Lungenoberfläche (Lungenfell) und Innenwand der Brusthöhle (Rippenfell) sind vom Brustfell (dünne Haut mit spiegelglatter Oberfläche) überzogen und umhüllen die Lungen als doppelwandiger Sack. Deckzellen der Pleura sondern geringe klare Flüssigkeit ab und gewährleisten so die Verschiebbarkeit der Lungenoberfläche gegenüber Brustwand und Zwerchfell bei Atembewegung.

  • Die Flüssigkeit verhindert übermäßiges Zusammenziehen der Lungen.

  • Die hohe Elastizität der Lungen fördern ein Zusammenziehen. Die Lungen üben einen fortwährenden Zug auf den Pleuraspalt aus (negativer Druck).

  • Dadurch ist der Druck im Pleuraspalt geringer als der atmosphärische Druck.

  • Wird die Pleura verletzt, sodass Luft in den Pleuraspalt einströmt, surrt die betroffene Lunge zusammen.

 

Pneumologie = Lungen- und Bronchialheilkunde (Pulmologie)

 

Lernzielkontrolle

 

 

Die Atmung

Atemfrequenz: Ruheatmung erwachsener Mensch: 16 - 20 Atemzüge pro Minute

Ständige 02-Zufuhr und CO2-Abgabe erfolgt über äußere Atemwege:

 

Nase:

  • Eingangspforte
  • Schleimhäute (Flimmerhärchen) filtern Staub, Luftbeimengungen aus
  • Schleimbildende Zellen und Drüsen
  • Anfeuchten der Atemluft
  • Festhalten von Fremdkörpern
  • Blutgefäße unter der Nasenschleimhaut: Erwärmung der Atemluft
  • Riechzellen in oberster Nasenmuschel: Geruchskontrolle

 

Rachen:

  • Abwehrsystem, lymphatischer Rachenring, Organ des Immunsystems
  • Rachenmandel (hintere Mandel)
  • Gaumenmandeln als Barriere im Mund zum Rachen hin
  • Mandel unter der Zunge und zwei Seitensträngen

 

Kehlkopf:

  • Schließt Luftröhre zum Rachen ab
  • Beim Ein- und Ausatmen klappt der Kehldeckel nach hinten
  • Ohne Atmung ist der Atemweg gegen das Eindringen von Speise und Flüssigkeiten geschützt.

 

Luftröhre (Trachea)

  • Besteht aus Knorpelringen, Bindegewebe, Muskelfasern
  • Aufbau ermöglicht Erweiterung des Lumens bei Bedarf bis ein Viertel (Lumen = Innere von Hohlorganen)
  • Schleimhaut wie die Schleimhäute der oberen Luftwege
  • Nach ca 12 cm Teilung in zwei Hauptäste, führen zur Lunge
  • Ab hier Bronchien (Bronchialbaum)

 

Bronchien:

  • Hauptast teilt sich in kleinere Bronchien
  • Rechts: drei Äste für die drei Lappen der rechten Lunge
  • Links: zwei Äste für die zwei Lappen der linken Lunge
  • Die fünf Äste heißen Lappenbronchien
  • Weitere Teilung in Segmentbronchien
  • Teilungen gehen weiter, bis zu den kleinsten Ästen, den Bronchiolen
  • Kleinste Bronchien haben statt Knorpelsubstanz glatte Muskelfasern (Anpassung Luftfüllung)
  • Der Querschnitt eines gesunden Bronchus zeigt, dass er ein "Luftrohr" ist mit einer mehrschichtigen Wand
  • An Endbronchien sitzen etwa 200 Alveolen (Lungenbläschen)
  • Überzug der Alveolen (ca 300 Mill.): Netz feinster Blutgefäße
  • Wandung der Kapillaren und Alveolen extrem dünn, daher Gasaustausch möglich
  • In Alveolen Austausch der Atemgase: Sauerstoff in das Blut, Abgabe Kohlendioxid
  • Gesamtoberfläche Gasautausch: 100 m2
  • Endbronchien, Alveolen und Bronchialbaum bilden das Lungengewebe
  • Der Lungenflügel wird durch Furchen in Lungenlappen unterteilt
  • Lungenvolumen eines erwachsenen Menschen beträgt ca 5 bis 6 Liter
  • Der Sauerstoff wird im Blut an Hämoglobin gebunden, zu den Zellen transportiert und in die Zellen diffundiert. Diese Diffusion von Sauerstoff und Kohlendioxid nennt man Gewebe-, Zell- oder Innere Atmung. (Unter Diffusion im engeren Sinne versteht man den Ausgleich von Konzentrationsunterschieden bis hin zum praktisch vollständigen Durchmischen.)

 

Die Atemmechanik

 

Zu- und Abfuhr der Atemluft geschieht durch Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Brustkorbs. Die Lungen folgen passiv den Bewegungen.

 

Einatmung (Inspiration): 

  • Luft wird in die Lungen eingesaugt

  • Kleine Brustmuskeln und Interkostalmuskeln ziehen sich zusammen

  • Zwerchfell zieht sich zusammen und flacht ab

  • Lungen vergrößern sich

 

Ausatmung (Expiration)

  • Luft wird aus den Lungen gepresst

  • Kleine Brustmuskeln und Interkostalmuskeln entspannen sich

  • Zwerchfell erschlafft und wölbt sich nach oben

  • Lungen ziehen sich zusammen

 

Lernzielkontrolle

 

Steuerung der Atmung

Die Atmung wird durch das Gehirn gesteuert. Ziel ist es, den Gehalt an Sauerstoff (Sauerstoffpartialdruck = pO2) und Kohlendioxid (Kohlendioxidpartialdruck = pCO2) im Blut im eng begrenzten Normbereich zu halten.

 

Die Atemregulation besteht aus zwei Grundvorgängen:

  • Die eigentliche Atmung wird mechanisch gesteuert. Es wird im bestimmten Atemrhythmus ein- und ausgeatmet.
  • Die Blutgase, also Sauerstoff und Kohlendioxid, lösen chemische Reize aus ("chemische Regulation" der Atmung).

Willkürlicher Einfluss auf die Atmung ist bedingt möglich: Atem anhalten gelingt, bis chemische Reize durch die veränderte Atemgaszusammensetzung (pCO2 - Anstieg, pO2 - Abfall ) das Weiteratmen erzwingen.

 

Stammhirn

Brücke (Pons)

  • Pneumotaktische Zentrum
  • Begrenzung der Einatmung
  • Signalisiert: Lungen gefüllt

 

Verlängertes Mark (Medulla oblongata)

  • Inspiratorische Zentrum
  • Grundrhythmus der Atmung
  • Ruht während der Expiration

 

Chemische Regulation der Atmung

Gehalt an CO2 im Blut hat größten Einfluss auf den Atemantrieb. Steigt der CO2-gehalt an, wird die Atmung in Frequenz und Tiefe gesteigert (Körper will CO2 abatmen). Funktioniert nur bis zu einem gewissen Grad. Steigt CO2 zu hoch, kommt es zur CO2 Narkose (Atemstillstand).

Gehalt an O2 des Blutes hat wenig Einfluss auf die Atmung. Starkes Absinken des O2-gehalts im arteriellen Blut, führt zu einem stark gesteigerten Atemantrieb.

 

Atemfrequenz

Neugeborenes: ca 50 Atemzüge pro Minute


Kleinkind: 30 - 40 Atemzüge pro Minute


Erwachsener: 16 - 20 Atemzüge pro Minute

 

Ab dem 3. Lebensjahr Verhältnis Puls- zu Atemfrequenz etwa 4 : 1

 

Atemtypus

> Abdominale Atmung (Zwerchfellatmung)

Physiologisch bei vielen Männern, Säuglingen
Pathologisch bei Brustkorbverletzungen

> Kostale Atmung (Brust- oder Rippenatmung)

Physiologisch bei vielen Frauen
Pathologisch bei Verletzungen im Bauchraum

> Mischatmung (Verstärkte Atmung)

Physiologisch bei körperlicher Leistung
Pathologisch bei krankhaften Veränderungen

> Auxiliaratmung (Atmung unter Hilfenahme der Atemhilfsmuskulatur)

Schwere Atemnot

> Tachypnoe (Beschleunigte Atmung)

Bei erhöhtem Sauerstoffbedarf oder erniedrigtem Sauerstoffangebot
Physiologisch: z.B. körperliche Anstrengung, Höhen, psychische Erregung
Pathologisch: z.B. Ca, Fieber, Herz-, Lungenerkrankung, Blutverlust, CO2-Vergiftung

> Bradypnoe (Verlangsamte Atmung)

Physiologisch: z.B. Schlaf, Ermüdung, Entspannung
Pathologisch: z.B. Vergiftungen, Stoffwechselerkrankungen, Gehirnerkrankungen

> Hypoventilation (zu oberflächlich und / oder zu langsam)

Atemdepression
Z.B. bei Schock, Verletzungen im Bauch- oder Brustraum, allgemeine Schwäche

> Hyperventilation (übermäßig gesteigerte Atmung)

Starke Abnahme des Kohlendioxidpartialdrucks im Blut durch vermehrte Abatmung
Z.B. psychische Störungen oder Überlastung, Stoffwechselstörungen


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