Atmung: Aufbau & Funktion des Atmungssystems
Der zentrale Ort der Atmung ist die Lunge: Dort wird lebensnotwendiger Sauerstoff aufgenommen und auf seinen Weg in den Körper geschickt sowie Kohlendioxid abgegeben. Doch an unserem Atmungssystem sind weitere Organe und Prozesse beteiligt: Welche sind das und wie funktionieren sie? Antworten lesen Sie hier!
Welche Atmungsorgane gehören zum Atmungssystem?
Die Atmung (Respiration) ist ein Vorgang, der ständig passiert, ohne dass wir darüber nachdenken müssen – täglich atmen wir rund 20.000 Mal ein und aus.1 Dabei strömt Sauerstoff aus der Luft in den Körper und wird von der Lunge aus in die Körperzellen transportiert. Diese benötigen den Sauerstoff wiederum zur Energiegewinnung. Als Abfallprodukt entsteht bei dem Vorgang Kohlendioxid, welches durch das Ausatmen aus dem Körper abgegeben wird.
Bevor die Luft jedoch die Lunge erreicht, legt sie einen Weg durch verschiedene Atmungsorgane durch die oberen und unteren Atemwege zurück. Diese wiederum bilden eine anatomische Einheit. Welche Organe dazu gehören und was dort passiert, haben wir hier auf den Punkt gebracht:
Die Nase: Hier beginnt der Atemweg
Die Nase zählt zu den oberen Atemwegen. Zu ihr gehören die Nasenhöhlen, Nasenmuscheln und die Nasennebenhöhlen (Stirn-, Kiefer- und Keilbeinhöhlen sowie die Siebbeinzellen). Die Einatmung startet hier, sobald Luft durch die Nasenlöcher in den menschlichen Körper „gesaugt“ wird.
Die Nase gilt als Multitalent, weil sie vielen verschiedenen Aufgaben nachgeht: Neben dem Geruchssinn, der hier verortet ist, wärmt der Schleimfilm der Nase die einströmende Luft an. Außerdem sorgen die Härchen der Nasenmuscheln dafür, dass Schmutz oder andere kleine Eindringlinge hängen bleiben und nicht weiter in den Atemtrakt gelangen.
Die Mundhöhle – Ausgangspunkt der Speiseaufnahme und Mundatmung
Die Mundhöhle (medizinisch: Cavum oris) ist durch die Lippen, Wangen und den Mundboden begrenzt. Nach hinten geht die Mundhöhle in den Rachen über. Der Mundraum ist der Startpunkt der Speiseaufnahme und somit auch des Speisewegs. Neben dem Zerkauen von Essen ist über den Mundraum aber natürlich auch eine Einatmung möglich. Dann gelangt die Luft jedoch direkt in den Rachen, ohne erwärmt zu werden und ohne dass Schmutzpartikel und Co. abgefangen werden. Eine dauerhafte Mundatmung kann sich deshalb negativ auf die Gesundheit des Rachens oder gar der Bronchien auswirken.
Rachen: Wo sich Speise- und Luftröhre treffen
Der Rachen (Pharynx) zählt ebenso zu den oberen Atemwegen. Er ist circa 13 Zentimeter lang und von einer Schleimhaut umkleidet, in der die Mandeln liegen.2 Im Rachen treffen der Luftweg von der Nase und der Speiseweg vom Mund aufeinander und teilen sich am unteren Teil des Rachens dann erneut auf. Hier befindet sich die Luftröhre und dahinter liegend die Speiseröhre. Die Luftröhre (Trachea) ist etwa 12 Zentimeter lang und verbindet den Kehlkopf mit den Bronchien der Lunge.3
Der Kehlkopf mit dem Kehldeckel
Der Kehlkopf (Larynx) besteht aus drei großen Knorpeln (Schildknorpel, Ringknorpel und Kehldeckel) sowie den kleinen Stellknorpeln. Hier sind unter anderem die Stimmbänder gespannt. Der Kehldeckel (auch Kehlkopfdeckel oder Epiglottis) gilt als Schaltstelle zwischen Luft- und Speisewegen: Er schließt sich beim Schluckvorgang, sodass kein Essen in die Luftröhre gelangt. Der Kehlkopf zählt bereits zu den unteren Atemwegen.
In der Lunge: Bronchien und Bronchiolen
Mediziner sprechen meist vom Bronchialsystem der unteren Atemwege: Dieses ist in einen rechten und linken Hauptstamm gegliedert und teilt sich etwa 20 bis 25 Mal, sodass ein weit verzweigtes System entsteht.4 Die kleinsten Äste der Bronchien heißen Bronchiolen. Sie weisen nur noch einen Innendurchmesser von weniger als einem Millimeter auf.5 Von den Bronchiolen führen kleinste mikroskopische Gabelungen in das Lungengewebe.
Info: Die Lunge (Pulmo) besteht aus zwei Lungenflügeln. Sie können sich den Aufbau der Lunge wie einen umgedrehten Baum vorstellen.
Lungenbläschen (Alveolen) und Kapillaren
In unserem Organismus gibt es etwa 300 Millionen Lungenbläschen (Alveolen).6 Sie befinden sich am Ende der Bronchiolen und stellen somit den Abschluss der unteren Atemwege dar. Alveolen sehen wie winzige Luftballons aus und sind traubenförmig angelegt – sie haben lediglich einen Durchmesser von 0,1 bis 0,2 Millimetern.7 Die Wände dieser Lungenbläschen sind mit kleinen Blutgefäßen, den sogenannten Kapillaren, durchzogen. Diese wiederum sind für den eigentlichen Gasaustausch (also den Austausch von Kohlendioxid und Sauerstoff) zuständig.
Könnten wir die Lungenbläschen unseres Körpers nebeneinander ausbreiten, würde eine Fläche von 100 Quadratmetern entstehen, also die einer durchschnittlichen Dreizimmer-Wohnung.8
Wie funktioniert die Atmung (Respiration)?
Eingeatmete Luft gelangt durch Nase oder Mund über Rachen und Luftröhre in die Bronchien, bis sie die Bronchiolen und somit auch die Lungenbläschen (Alveolen) erreicht. In den Alveolen findet der Gasaustausch statt.
Es lässt sich dabei die äußere von der inneren Atmung unterscheiden:
- äußere Atmung: So bezeichnen Mediziner den Austausch zwischen Lunge und Blut. Lebensnotwendiger Sauerstoff gelangt in den Körper und verbrauchte Luft (unter anderem Kohlendioxid) wird zur Entsorgung abtransportiert und abgeatmet.
- innere Atmung: Hierrunter fallen chemische Prozesse, die sogenannte Zellatmung. Organische Verbindungen werden mithilfe von eingeatmetem Sauerstoff verändert (oxidiert), sodass die Zellen Energie gewinnen können.
Bei der Einatmung spielt neben den Organen auch die Atemmuskulatur eine wichtige Rolle, vor allem das Zwerchfell und die Zwischenrippenmuskeln. Das Ausatmen hingegen ist ein passiver Vorgang.
Die Atmung wird über das Atemzentrum im Gehirn gesteuert – dieses meldet einen Überschuss oder Mangel an Sauerstoff und Kohlendioxid im Blut.
Info: Was ist eigentlich eine normale Atemfrequenz? In Ruhe atmen wir pro Minute etwa 10 bis 15 Mal ein und aus.9
3. Selbstreinigungsfunktion der Lunge
Mukoziliäre Clearance
Unter dem Begriff mukoziliäre Clearance versteht sich die Selbstreinigungsfunktion der Bronchien. Das heißt: Unser Bronchialsystem kann sich kontinuierlich von Fremdkörpern, die beim Einatmen in die Atemwege gelangen, befreien. Zuständig hierfür ist das Flimmerepithel, eine Schleimhautschicht mit sehr vielen Flimmerhärchen (auch Zilien). Die Härchen bewegen sich von der Lunge aus fortlaufend nach oben in Richtung Rachen. Auf diese Weise transportieren sie Staub oder Krankheitserreger in Schleim gebunden zurück in den Rachen. Von dort werden sie entweder abgehustet oder in den Magen hinuntergeschluckt.
Wie kommt es zu Erkrankungen in den oberen und unteren Atemwegen?
Befallen Krankheitserreger die Atemwege, siedeln sie sich in der Schleimhaut an und vermehren sich. Es entwickeln sich Schleim-Stauungen und unangenehme Entzündungen. Je nach Lokalisation entsteht auf diese Weise Husten oder Schnupfen.
Breitet sich der Erregerbefall auf die unteren Atemwege aus (Etagenwechsel), ist eine Bronchitis als Folge möglich. In schweren Fällen, wie bei einer Sinubronchitis, können auch die oberen und unteren Atemwege gleichzeitig von einer Infektion betroffen sein. Hier ist es besonders wichtig, die Selbstreinigungsfunktion der Atemwege wiederherzustellen und die Abschwellung der Schleimhäute zu fördern.
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FAQs
Durchschnittlich atmet ein Mensch etwa 12 bis 15 Mal in der Minute.10
Das Atmungssystem besteht aus der Nase, der Mundhöhle, dem Rachen, dem Kehlkopf, den Bronchien und Bronchiolen sowie den Lungenbläschen und Kapillaren.
Beim Einatmen strömt lebenswichtiger Sauerstoff in die Lunge. Von dort aus gelangt der Sauerstoff weiter zu den Zellen, die ihn in Kohlendioxid umwandeln. Durch das Ausatmen wird Kohlendioxid dann wiederum aus dem Körper befördert.
Mukoziliäre Clearance ist der medizinische Ausdruck für die Selbstreinigungsfunktion der Bronchien. Das bedeutet, dass das Bronchialsystem selbstständig eingeatmete Fremdkörper wie kleinste Schmutzpartikel oder Erreger aus der Lunge befördert.