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Chefarzt
Prof. Dr. Martin Teschner HUST
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Klinikum Delmenhorst gGmbH
Klinik für Thoraxchirurgie
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27753 Delmenhorst
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Iris Martens
Telefon (04221) 99-4263
Telefax (04221) 99-4265
Die Atmung
Überblick
2. Wie kommt die Luft in die Lunge?
3. Wie kommt der Sauerstoff in unserem Körper zu den Organen?
4. Warum ist die Luft für uns so wichtig?
1. Was bedeutet Atmung?
Mit Hilfe der Lunge findet die Atmung statt. Atmung bedeutet, Sauerstoff in den Körper aufzunehmen, dorthin, wo er gebraucht wird. Sauerstoff ist ein unsichtbares Gas, das in der Luft vorkommt, mal mehr, mal weniger. Weniger zum Beispiel, wenn die Luft verbraucht ist; dann ist es im Zimmer stickig, und man muss das Fenster öffnen. Auch in den Bergen gibt es mit zunehmender Höhe immer weniger Sauerstoff; daran müssen wir uns dann erst gewöhnen. Das kann einige Zeit dauern, wenn der Berg sehr hoch ist. Dann atmen wir zuerst schneller als sonst.
für ganz Wissenshungrige: Luft - Was ist das?
Was ein Gas ist, ist schwer zu begreifen. Man kann es nämlich in der Regel nicht sehen. Wenn Du Dir nicht vorstellen kannst, was ein Gas ist, dann mach folgenden Versuch:
Bitte Deine Mutter, dass sie sich etwas Parfum auf den Handrücken sprüht. Warte einige Zeit ab. Dann riech in der Nähe ihrer Hand; das, was Du riechst, ist gasförmiges Parfum. Es ist nicht mehr flüssig, wie in der Flasche, sondern es hat sich in die Luft verflüchtigt und Du kannst es nicht mehr sehen, nur noch riechen.
Überzeugt Dich dies noch nicht, guck Deiner Mutter einmal beim Kochen zu. Du siehst, wie das Wasser über dem Herd dampft. Hier passiert nichts anderes, als dass das Wasser in den Dampf- oder Gaszustand übergeht.
Du kannst auch noch einen weiteren Versuch durchführen, um zu sehen, was ein Gas ist. Hol Dir dazu einen Strohhalm und ein Glas Wasser und puste durch den Strohhalm dann kräftig in das Wasser. Das, was da sprudelt, ist die Luft, die Du durch den Strohhalm in das Wasser bläst. Ohne das Wasser würdest Du die Luft nicht sehen können.
Übrigens kannst Du Dir das beim Flicken eines Fahrradschlauches zunutze machen: Wenn Du den Schlauch aufgepumpt hast und dann ins Wasser hältst, sprudelt es, wenn er undicht ist. Die Luft, die Du vorher in den Schlauch gepumpt hast, entweicht und Du kannst sie sehen.
Atmung bedeutet aber auch, dass nicht nur frisches Gas - der Sauerstoff - in den Körper aufgenommen wird, sondern dass verbrauchtes Gas auch wieder aus dem Körper herausbefördert wird. Dieses Gas heißt Kohlendioxid. Zu viel Kohlendioxid ist für den Menschen gefährlich, genauso wie zu wenig Sauerstoff.
In der Lunge wird der Sauerstoff in den Körper aufgenommen und das Kohlendioxid abgegeben. Da Sauerstoff und Kohlendioxid beides Gase sind und in der Lunge ausgetauscht werden, nennt man die Lunge auch den Ort des Gasaustausches.
Probiere und studiere:
Wenn Du schon die Uhr lesen kannst und vielleicht sogar eine Stoppuhr hast, dann guck einmal bei Dir oder bei Deinem Freund oder Deiner Freundin, wie oft Du in 1 Minute Luft holst, wenn Du einfach auf einem Stuhl sitzt. Wenn du die Uhr noch nicht kennst, bitte Deine Mutter oder Deinen Vater um Hilfe. Du bekommst dann eine Zahl heraus, die Du auf einen Zettel schreibst.
Jetzt mach einen weiteren Versuch:
Mach 20 Liegestütze oder 20 Kniebeugen und messe dann erneut, wie oft Du in 1 Minute atmest. Schreib die Zahl wieder auf. Ist die Zahl höher oder niedriger? Weißt Du auch, warum das so ist?
Die Luft kommt aber nicht ohne weiteres in die Lungen und auch nicht einfach wieder heraus. Damit die Atmung gut funktionieren kann, gibt es mehrere wichtige Vorrichtungen:
Der Brustkorb selbst ist, wie wir vorhin schon gelernt haben, beweglich. Beim Einatmen bewegen sich die Rippen nach oben und außen, so dass sich der Brustraum erweitert und die Luft von außen in die Lunge gesogen wird. Beim Ausatmen bewegen sich die Rippen nach unten und hinten. Der Brustkorb zieht sich zusammen, und die Luft wird wieder nach außen gedrückt. Die Muskeln zwischen den Rippen und die Brustmuskeln helfen dabei. Die Abbildungen 11 und 12 zeigen Dir, wie sich der Brustkorb beim Ein- und Ausatmen verändert.
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Abbildung 11 Unsere Probandin (die "Versuchsperson") hat ausgeatmet; sie hebt den linken Arm, damit wir die Rippen besser erkennen können. Die Abstände zwischen den Rippen sind mit roten Punkten markiert, die weißen Punkte kennzeichnen den unteren Rippenbogen. |
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Abbildung 12 So sieht der Brustkorb beim tiefen Einatmen aus. Die Rippen sind jetzt viel |
Die Atmung wird aber nicht nur durch die Rippenbewegungen ermöglicht, sondern auch durch das Zwerchfell. Bei dem Zwerchfell (Diaphragma) handelt es sich um einen großen Muskel, der den Brust- vom Bauchraum trennt. Beim Einatmen wird das Zwerchfell flach und gespannt. Es tritt dadurch tiefer und trägt dazu bei, den Brustraum zu vergrößern. Beim Ausatmen entspannt sich das Zwerchfell und wölbt sich nach oben, so dass der Brustraum wieder kleiner wird.
Die Abbildung 13 zeigt Dir, wie das Zwerchfell aussieht und wie es den Brust- von dem Bauchraum trennt.
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Abbildung 13 Modell des Brustkorbes mit dem Zwerchfell (8); dieser Muskel trennt den Brust- von dem Bauchraum und unterstützt die Atmung durch Anspannung und Entspannung. In der Mitte befindet sich eine große Sehnenplatte (9). |
Neben den Muskeln und den Rippen gibt es noch mehr Vorrichtungen, die die Atmung unterstützen. Sie sind zum Teil sehr kompliziert; es handelt sich um Gewebe mit sogenannten elastischen Rückstellkräften. Die musst Du Dir in ihrer Funktion wie ein Gummiband vorstellen, das Du dehnst. Wenn Du es loslässt, schnallst es wieder zurück und hat die gleiche Länge wie vorher. Diese dehnbaren Gewebe sind überall in der Lunge vorhanden. Damit die Lungenbläschen nicht zusammenfallen und ihre Form behalten können, sind sie außerdem mit einer speziellen Substanz behaftet. Diese Substanz trägt den schwierigen Namen Surfactant-Faktor.
Diese Substanz ist lebensnotwendig, sonst fallen die Lungenbläschen zusammen, und ein Gasaustausch ist nicht mehr möglich; der Mensch muss dann ersticken. Alle Mittel, die Seife enthalten - wie zum Beispiel Spülmittel, Seifenlösung oder Waschpulver - zerstören die Substanz. Deshalb komme auf keinen Fall auf die Idee, Spülmittel oder ähnliche Mittel, die schäumen, zum Beispiel im Badewasser einzuatmen. Auch wenn Du diese Mittel trinkst, ist das absolut lebensgefährlich. Der Schaum kommt dann immer auch in die Atemwege. Es muss sofort ein Notarzt gerufen werden. Das Medikament, das im Notfall eingesetzt werden muss, bewirkt, dass die Seife oder das Spülmittel nicht mehr schäumt; das Medikament heißt Sab simplex.
2. Wie kommt die Luft in die Lunge?
Die Luft wird durch die Nase oder durch den Mund eingeatmet. Eigentlich ist der Mund zum Essen und Sprechen gedacht und die Nase zum Atmen; das Atmen über die Nase hat nämlich viele Vorteile: Die Luft wird hier gereinigt, angefeuchtet und angewärmt. Gleichzeitig können einige gefährliche Gase erkannt werden, da man mit der Nase riechen kann. Wenn es übel riecht, hält man die Luft an oder läuft schnell weg.
Leider lassen sich nicht alle lebensgefährlichen Gase riechen. Hierzu gehört zum Beispiel das Kohlenmonoxyd, das bei Bränden oder durch Abgase entsteht. Kohlenmonoxid ist farblos, geruchlos und geschmacklos und ist deshalb so gefährlich, weil es als starkes Atemgift den Sauerstofftransport im Körper beeinträchtigt. Dadurch kann der Mensch ohnmächtig werden oder sogar sterben. Vergiftungen mit Kohlenmonoxid sind häufig. Vorbeugen ist deshalb lebensnotwendig. Die wichtigsten Maßnahmen sind
- nicht in Garagen aufhalten, wenn am Auto oder Motorrad der Motor läuft;
- nicht in der Wohnung, im Zelt oder im Wohnwagen grillen oder einen Campingkocher verwenden;
- die Räume gut lüften, wenn ein Ofen, ein Kamin, ein Gasherd, eine Gasheizung, ein Wasserboiler oder ein Gastrockner verwendet wird und vor allem
- nicht mit dem Feuerzeug oder Streichhölzern spielen und keine Kerzen unbeobachtet im Zimmer alleine stehen lassen.
Erste Hilfe bei einer Vergiftung ist Frischluft. Dazu wird der Verletzte am Besten ins Freie gebracht und halbsitzend gelagert, zumindest aber werden die Fenster und Türen geöffnet. Danach sofort den Rettungsdienst alarmieren (in Deutschland Telefon-Notruf: 112, außer in: Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz, Bayern, Saarland, hier: 19-222).
Durch die Nase wird die Luft weitergeleitet durch den Kehlkopf in die Luftröhre. Im Kehlkopf sitzen die Stimmbänder, die uns das Sprechen ermöglichen. Die Luftröhre ist der erste Teil des sogenannten Atemwegsystems. Sie ist beim erwachsenen Menschen etwa 12 cm lang und sieht aus wie ein Rohr, nur dass sie nicht innen und außen glatt ist. Außen ist sie durch Knorpelspangen geriffelt. Diese Spangen sind elastisch und deshalb etwas dehnbar und geben dem Rohr aber gleichzeitig Stabilität.
Du kannst die Luftröhre vorne in der Mitte am Hals tasten; sei dabei aber vorsichtig, es kann leicht unangenehm werden. Du darfst nicht zu doll drücken.
Im Brustkorb hinter dem Brustbein teilt sich die Luftröhre in zwei kleinere Rohre. Diese Rohre werden als Hauptbronchien bezeichnet. Bronchien sind die großen Atemwege; sie teilen sich immer wieder und immer wieder und werden dabei immer kleiner. Die kleinsten Atemwege heißen Bronchiolen. Das ganze Atemwegsystem sieht aus wie die Äste eines Baumes; es wird deshalb auch als Bronchialbaum bezeichnet (sieh Dir die Abbildung 14 an).
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Abbildung 14 Atemwegsystem; die Luft wird durch die Luftröhre in die Hauptatemwege |
Mach eine Reise durch die Atemwege und verfolge dazu die Zahlen in Abbildung 14. Starte bei der Nummer 1, das ist die Luftröhre. Die Nummern 2 und 3 bezeichnen den rechten und den linken Hauptatemweg (Hauptbronchus).
Alle anderen Zahlen kennzeichnen die Atemwege zu den Lungenlappen:
- 4 und 5: rechter und linker Atemweg zum Lungenoberlappen;
- Nummer 6: Atemweg zwischen Oberlappen und Mittellappen (der
sogenannte Zwischenbronchus); - Nummer 7: Atemweg zum Mittellappen;
- Nummer 8 und 9: rechter und linker Atemweg zum Unterlappen.
Man kann in die Atemwege mit Hilfe einer Kamera gucken; das wird als Atemwegsspiegelung (Bronchoskopie) bezeichnet. Mit Hilfe der Spiegelung lassen sich Krankheiten der Atemwege erkennen, wie zum Beispiel Entzündungen oder Wucherungen. Die nächsten Abbildungen zeigen Dir, wie es in den Atemwegen aussieht.
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Abbildung 15 Blick in den sogenannten hinteren Rachenraum durch den Mund. Durch einen Klick auf die Abbildung kannst Du Dich orientieren und Dich über die einzelnen Bereiche informieren. |
Nimm Dir jetzt erst einen kleinen Taschenspiegel, mach den Mund weit auf und guck mal, was Du erkennen kannst. Als Erstes siehst Du oben und unten Deine Zähne und die Zunge. Hinter den Zähnen oben ist der Gaumen, den man sich beim Essen wie die Zunge leicht verbrennen kann; beide - Zunge und Gaumen - sind nämlich sehr empfindlich. Hinten oben erkennst Du etwas herunterhängen, was ein bisschen komisch aussieht; es ist das Zäpfchen, das so heißt, weil es aussieht wie ein Zapfen - zum Beispiel ein Tannenzapfen.
Wir sehen mit der Kamera auf der nächsten Abbildung (16) noch weiter in den Hals hinein. Hinter dem Kehldeckel sind dann die Stimmbänder zu erkennen. Dazwischen liegt eine Öffnung, die Stimmritze; das ist der Eingang zur Luftröhre.
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Abbildung 16 Blick auf die beiden Stimmbänder (die sogenannten Stimmlippen oder Stimmfalten, Pfeilmarkierung); die Stimmbänder können schwingen, und die Spannung und Dicke der Stimmlippen können durch Muskeln geändert werden. Auch die Weite der Stimmritze (1) kann verändert werden. Hierdurch entstehen Töne, so dass wir sprechen und singen können. Beim Einatmen sind die Stimmlippen geöffnet, damit Luft in die Lunge gelangen kann (wie hier auf der Abbildung). |
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Abbildung 17 Hier ist die Stimmritze fast ganz geschlossen, das heißt, die Stimmbänder |
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Abbildung 18 Hier teilt sich die Luftröhre in den rechten Hauptatemweg (Hauptbronchus, |
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Abbildung 19 Die Atemwege (Bronchien) teilen sich immer weiter auf und werden dann immer kleiner. Hier sehen wir in den Bronchus zum mittleren Teil der rechten Lunge, dem Lungenmittellappen, links im Bild (weißer Pfeil) und zum Lungenunterlappen (schwarzer Pfeil). |
Die Luft wird dann durch die kleinsten Atemwege in die sogenannten Lungenbläschen geleitet. Die Lungenbläschen sind ein Wunder der Natur. Sie sind so klein, dass sie nur mit dem Mikroskop angesehen werden können. Hier findet der Gasaustausch statt. Wenn Du vorhin aufgepasst hast, weißt Du, was das bedeutet: Sauerstoff wird hier vom Körper aufgenommen und Kohlendioxid wird abgegeben. Und auf dem selben Weg, wie der Sauerstoff in die Lungenbläschen gekommen ist, kommt auch das Kohlendioxid wieder hinaus - nur umgekehrt, also über die kleinsten Atemwege in die größeren und großen Atemwege, schließlich in die Luftröhre und durch den Kehlkopf in den Mund oder die Nase und dann ins Freie.
für ganz Wissenshungrige: Die Lungenbläschen
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Abbildung 20 Mikroskopischer Schnitt durch das Lungengewebe; unter starker Vergrößerung sind die kleinen Lungenbläschen zu sehen, die mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen sind. |
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Abbildung 21 Noch viel stärkere Vergrößerung der Lungenbläschen, in denen der Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid stattfindet; Sauerstoff ist das Gas, das wir zum Leben brauchen, Kohlendioxid ist das verbrauchte Gas. Die Lungenbläschen sehen aus wie kleine Kammern. Die Wand der Luftkammern wird als Zellmembran bezeichnet; hier tritt der Sauerstoff in das Blut über. |
3. Wie kommt der Sauerstoff in unserem Körper zu den Organen?
Der Sauerstoff gelangt mit dem Blut zum Herz, zum Gehirn und überall hin in unseren Körper, denn hier braucht jeder kleinste Baustein Sauerstoff. Irgendwie muss der Sauerstoff aber aus den Lungenbläschen in das Blut kommen. Hierzu gibt es ein dichtes Netz von kleinsten Blutgefäßen, die sich um die Lungenbläschen legen. Sie werden als Kapillaren bezeichnet. Auch diese Blutgefäße können nur mit dem Mikroskop gesehen werden. Ihre Wand ist so dünn, dass der Sauerstoff aus den Lungenbläschen in das Blut und umgekehrt das Kohlendioxid aus dem Blut in die Lungenbläschen übertreten kann.
für ganz Wissenshungrige: Die Kapillaren
Das Blut ist keine einfache Flüssigkeit wie Wasser oder Limonade. Das Blut enthält unterschiedliche Teilchen, die als Blutkörperchen bezeichnet werden. Es gibt zum Beispiel weiße oder rote Blut-körperchen. Die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) geben dem Blut seine Farbe. Sie sehen aus wie kleine Scheiben, die in der Mitte eingedellt sind, und können sich verformen. Sie enthalten einen roten Farbstoff, das sogenannte Hämoglobin. Der Sauerstoff haftet sich an diesen Farbstoff und wird dann über die Blutgefäße - den Arterien - überall hin in den Körper geleitet. Die roten Blutkörperchen sind deshalb wie Taxis: Sauerstoff wird am Bahnhof - bei den Lungenbläschen - in das rote Taxi eingeladen und am Ziel - zum Beispiel im Gehirn - wieder ausgeladen. Dort wird er verbraucht. Kohlendioxid, das dabei entsteht, wird vom Taxi wieder zu den Lungenbläschen gebracht und über die Atemwege abgeatmet. Die Straßen zum Transport von Kohlendioxid sind ebenfalls Blutgefäße; sie führen zum Herzen zurück und heißen Venen.
für ganz Wissenshungrige: Die roten Blutkörperchen
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Abbildung 22 Ein rotes Blutkörperchen zwängt sich durch ein kleinstes Blutgefäß (Kapillare) und nimmt dabei Sauerstoff aus einem Lungenbläschen auf; die Wand der Lungenbläschen ist durch Pfeile markiert (rasterelektronenmikroskopische Aufnahme). |
4. Warum ist die Luft für uns so wichtig?
Weißt Du noch, was Organe sind? Organe sind Bausteine im Menschen, die wichtige Aufgaben übernehmen. Damit sie funktionieren können, brauchen sie Nahrungsmittel wie zum Beispiel Vitamine und Eiweiß, aber auch Sauerstoff. Ohne Sauerstoff ersticken die Organe. Erst gehen einige Anteile zugrunde - dies nennt man Infarkt. Ist längere Zeit zuwenig oder kein Sauerstoff vorhanden, kann das Organ seine Aufgaben nicht mehr erfüllen. Bekommt zum Beispiel das Herz zu wenig Sauerstoff, bildet sich ein Herzinfarkt. Ist der Sauerstoffmangel zu groß, bleibt das Herz stehen und der Mensch verstirbt.
Du siehst also, wie wichtig eine gute Versorgung mit Sauerstoff für Dich ist und wie wichtig es ist, deine Lunge vor allen schädlichen Einflüssen zu schützen . Viel zu wenig Sauerstoff bekommst Du mit einer Tüte über dem Kopf - dies ist nicht nur ein dummer Streich, sondern das ist lebensgefährlich! Du kannst damit sehr schnell ersticken!
Sehr gefährlich kann es auch schnell werden, wenn Du Dir irgend etwas in die Nase steckst, wie zum Beispiel Spielzeugperlen. Wenn Du diese Dinge einatmest, können sie die Atemwege verlegen, so dass Du nicht mehr genügend Luft bekommst.
Die Lunge wird auf Dauer vor allem durch Zigaretten geschädigt. Warum das so ist, erklären wir Dir im nächsten Kapitel genauer.
Letzte Aktualisierung 18.05.2010