Atmung

Unter der Atmung oder Respiration versteht man zweierlei, nämlich

die äußere Atmung oder den Atmungsgaswechsel, das heißt, die Aufnahme von Sauerstoff aus der Umgebung und die Abgabe von Kohlendioxid.
die innere Atmung, einen biochemischen Vorgang, bei dem organische Verbindungen zwecks Gewinn von Adenosintriphosphat zu energiearmen Stoffen oxidiert werden.

Äußere Atmung

Pflanzen nehmen das Kohlendioxid der Luft über die Spaltöffnungen mittels Diffusion auf und verteilen ihn über ihr Interzellularsystem an die einzelnen pflanzlichen Zellen. Tiere haben die verschiedenartigsten Möglichkeiten entwickelt, um an den lebenswichtigen Sauerstoff zu kommen. 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 und bei Fischen vor.
die Tracheenatmung über röhrenförmige Einstülpungen der Körperhaut. Sie kommt bei Insekten vor. Siehe Tracheen.
die Lungenatmung mit Hilfe von in den Körper eingestülpten Säcken, die als Lungen bezeichnet werden. Sie kommt z.B. bei lungenatmenden Schnecken und bei Lurchen, Kriechtieren, Vögeln und Säugetieren einschließlich des Menschen vor.

Die äußere Atmung des Menschen

Atmung bezeichnet das Luftholen durch Heben und Senken von Brustkorb (Brustatmung) und Zwerchfell (Bauchatmung). Dabei strömt die Atemluft durch die Atemwege in die Lunge, wo der Gasaustausch stattfindet.

Atemwege

Beim Atmen strömt die Luft durch Mund oder Nase in den Körper. Wird durch die Nase eingeatment, wird die Luft zunächst durch Schleimhäute und die Haare der Nase gereinigt, angefeuchtet und angewärmt. Anschließend gelangt die Atemluft über den Rachenraum vorbei an Kehlkopf und Stimmbändern in die Luftröhre (Trachea). Die Luftröhre verzweigt sich in die beiden Äste der Bronchien, die sich immer weiter verzweigen (Bronchiolen). Am Ende befinden sich die Lungenbläschen (Alveolen) in der Lunge, durch deren dünne Membran Sauerstoff in die Kapillargefäße übertritt und auf umgekehrtem Weg Kohlendioxid aus dem Blut an die Lunge abgegeben wird.

Atemmechanik

Bei der Einatmung (Inspiration) vergrößert sich durch das Zusammenziehen der Brustmuskulatur und des Zwerchfells das Volumen 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 Brustkorb ausdehnen kann, befindet sich die Pleura zwischen Lunge und Brustkorb beziehungsweise Zwerchfell. Das die Lunge umgebende Lungenfell und die an der Innenseite des Brustkorbs (Brustfell) sowie auf dem Zwerchfell und dem Mediastinum liegende Pleura parietalis kleben dabei aneinander wie zwei Glasplatten, zwischen denen sich eine Flüssigkeit befindet. Das ermöglicht einerseits die Verschiebbarkeit der beteiligten Strukturen und verhindert andererseits durch den im Brustraum vorhandenen Unterdruck einen Kollaps der Lungen bzw. ermöglicht deren Entfaltung. Bei der Ausatmung (Exspiration) zieht sich die Lunge wieder zusammen und die Luft strömt durch den Überdruck wieder durch die Atemwege hinaus.

Atemsteuerung

Gesteuert wird die Atmung durch das Gehirn beziehungsweise das Atemzentrum im verlängerten Rückenmark. Ausschlaggebend 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 einen zweitrangige Bedeutung als Atemreiz.

Messgrößen:

Atemfrequenz

Die Zahl der Ein- und Ausamtmungen, die Atemfrequenz, beträgt

beim Erwachsenen rund 12 pro Minute
beim Jugendlichen rund 20 pro Minute
beim Kleinkind rund 30 pro Minute
beim Säugling rund 40 pro Minute

Atemzugvolumen

Das Atemzugvolumen eines Erwachsenen beträgt in Ruhe zwischen 0,4 und 0,6 Liter.

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
Cheyne-Stokes-Atmung
Hyperventilation; exklusive psychogene Hyperventilation!
Kussmaulatmung
Mundatmung, Schnarchen
Niesen
Obstruktives Schlafapnoesyndrom
Seufzeratmung
Schluckauf; exklusive psychogener Singultus
Stridor

Siehe auch: Erste Hilfe - Zusammensetzung der Einatemluft - Syndrom der hyalinen Membranen - Atemschutzreflex - respiratorischer Quotient - Gärung

Weblinks

Innere Atmung (Biochemie)

Zellatmung: Die kontrollierte Umwandlung von Zucker mit Sauerstoff zu Wasser und Kohlendioxid. Hierbei wird der Kohlenstoff des Zuckers zum Kohlendioxid oxidiert und der Sauerstoff zu Wasser reduziert. (siehe Redoxreaktion)

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 6 H₂O → 12 H₂O + 6 CO₂

Die dabei freiwerdende Energie dient zur Umwandlung von Adenosindiphosphat (ADP) zu energiespeicherndem Adenosintriphosphat (ATP). Die im ATP gespeicherte Energie wird in den Zellen für die Lebensvorgänge verwendet. Diese Zellatmung findet an der Membran der Mitochondrien statt.