Lexikon: Atmung

 

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Unter Atmung (lat.: Respiration) versteht man allgemein den aeroben, das heißt verbrauchenden Abbau (Dissimilation) von Stoffen zur gewinnung und die damit einhergehende Abgabe von Kohlenstoffdioxid|Kohlendioxid. In der welt findet neben dem Aufbau (Assimilation) auch Atmung statt, zum Beispiel nachts 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, darunter auch Landtieren, und bei n vor.
  • die Tracheenatmung über röhrenförmige Einstülpungen der Körperhaut. Sie kommt bei , Spinnentiere|Spinnen und Tausendfüßern vor. Siehe Trachea|Tracheen.
  • die Lungenatmung mit Hilfe von in den Körper eingestülpten Säcken, die als n bezeichnet werden. Sie kommt zum Beispiel bei lungenatmenden Schnecken und bei Amphibien, , n und n einschließlich des en vor.
  • Gasaustausch der Pflanzen über die Stoma (Botanik)|Stomata

Atemwege der Säuger

Beim Atmen strömt die Luft durch oder Nase (Organ)|Nase 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 vorbei an und Stimmbändern in die Luftröhre (Trachea). Die Luftröhre verzweigt sich in die beiden Äste der Bronchialsystem|Bronchien, die sich immer weiter verzweigen (Bronchiolen). Am Ende befinden sich die Alveole (Lunge)|Lungenbläschen (Alveolen) in der Lunge, durch deren dünne Membran in die Blutgefäß|Kapillargefäße übertritt und auf umgekehrtem Weg aus dem Blut an die Lunge abgegeben wird.

Atemmechanik der Säuger

Bei der Einatmung (Inspiration) vergrößert sich durch das Zusammenziehen der Muskulatur|Brustmuskulatur und des Zwerchfells das Volumen des Brustkorbes. Dabei dehnt sich die Lunge aus und es entsteht ein Unterdruck, Luft strömt durch die Atemtrakt|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 Pleura visceralis|Lungenfell und die an der Innenseite des Brustkorbs (Pleura parietalis|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 beziehungsweise 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.

Beim Einatmen dehnt sich durch Senkung des Zwerchfells die dementsprechende Muskulatur des Rumpfs. Das bewirkt, dass sich zum Beispiel der Bauch dabei nach vorne wölbt. (Siehe auch Bauchatmung, Brustatmung)

Atemsteuerung der Säuger

Gesteuert wird die Atmung durch das beziehungsweise das Atemzentrum im Medulla oblongata|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|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 Inspiration Reflex|reflektorisch begrenzt (Hering-Breuer-Reflex).

Messgrößen

Atemfrequenz des Menschen

Die Zahl der Ein- und Ausatmungen, die Atemfrequenz (AF), beträgt

Atemfrequenz (AF)/min
Erwachsene
12
Jugendliche
15
Schulkind
20
Kleinkind
25
Säugling
30
Neugeborene
40

Atemzugvolumen des Menschen

Das Atemzugvolumen (AZV) beträgt ca. 10 ml / kg KG; so das es bei einem Erwachsenen in Ruhe zwischen 0,5 und 0,8 Liter beträgt.

Atemminutenvolumen des Menschen

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


AMV = AF \cdot AZV


Totraumvolumen des Menschen

Das Totraumvolumen beträgt ca. 2 ml / kg KG; bei einem Erwachsenen entspricht dies etwa 150 ml.

Atemluft in einem Leben

Ein Mensch atmet durchschnittlich ca. 5.000.000 m³ Luft ein.

Pathologische Atmungsformen

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

  • Biot-Atmung

(Zeichen für zentrale Atemstörung; Atmung typisch für Schädel-Hirn-Trauma (Betroffen: Stammhirn))

  • Cheyne-Stokes-Atmung

(Zeichen für zentrale Atemstörung; Atmung typisch für Schädel-Hirn-Trauma (Betroffen: Großhirn))

  • Hyperventilation; exklusive psychogene Hyperventilation!
  • Kussmaul-Atmung
  • Mundatmung, Schnarchen
  • Obstruktives Schlafapnoe-Syndrom
  • Seufzeratmung
  • Schnappatmung
  • Schluckauf; exklusive 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 Zellatmung oder werden jene Stoffwechselprozesse bezeichnet, die dem Energiegewinn der Zelle (Biologie)|Zellen dienen. Insbesondere versteht man hierunter die biochemischen Vorgänge der Atmungskette in der inneren Membran der Mitochondrien, an deren Ende Adenosintriphosphat|ATP synthetisiert wird.

Siehe auch

  • Atem
  • Atemgift
  • Atemschutz
  • Atemschutzreflex
  • Atemspende
  • Atemtherapie
  • Bauchatmung

Weblinks


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