Atmung

Synonyme

Lunge, Luftwege, Sauerstoffaustausch, Lungenentzündung, Asthma bronchiale

Englisch: breathing

Definition

Die Atmung wird benötigt um den Körper mit Sauerstoff zu versorgen.
Hierfür nimmt der Körper über die Lunge (Pulmo) den Sauerstoff aus der Luft auf und gibt in in verbrauchter Form als Kohlendioxid (CO2) wieder ab.
Die Regulation der Atmung unterliegt komplexen Steuerungsmechanismen und wird von vielen verschieden Muskelgruppen bewerkstelligt.

Atemmuskulatur

Die Muskulatur, die durch ihre Arbeit für den Lufteinstrom in bzw. Ausstrom aus der Lunge sorgt, nennt man Atemmuskeln.

Der wichtigste Atemmuskel ist das Zwerchfell. Es ist ein quasi ringförmiger, flächiger Muskel, der die Grenze zwischen Brust- und Baucheingeweide bildet und am Rand an der Leibeswand und der Wirbelsäule befestigt ist.
Wenn das Zwerchfell entspannt ist, wölbt sich der mittlere Teil halbkugelartig in den Brustkorb, da hier ein geringerer Druck als im Bauchraum (Abdomen) herrscht. Spannt sich nun die Muskulatur an, senkt sich das Zwerchfell und wird annähernd horizontal-eben. Dadurch vergrößert sich das Volumen im Thorax (Brustkorb) und damit in den Lungen.
Das bedeutet, der Druck in der Lunge ist geringer als in der Luft. Dieser Unterdruck stellt die Antriebskraft für den Lufteinstrom (Einatmung, Inspiration) dar. Auch Teile der Zwischenrippenmuskeln und einzelne Muskeln des Schultergürtels können, abhängig von der Körperhaltung, die Einatmung unterstützen (Atemhilfsmuskulatur).

Lesen Sie mehr zum Thema: Atemmuskulatur

Abbildung der Lunge

  1. Rechte Lunge - Pulmo dexter
  2. Linke Lunge - Pulmo sinister
  3. Nasenhöhle - Cavitas nasi
  4. Mundhöhle - Cavitas oris
  5. Rachen - Pharynx
  6. Kehlkopf - Larynx
  7. Luftröhre (ca. 20 cm) - Trachea
  8. Gabelung der Luftröhre -
    Bifurcatio tracheae
  9. Rechter Hauptbronchus -
    Bronchus principalis dexter
  10. Linker Hauptbronchus -
    Bronchus principalis sinister
  11. Lungenspitze - Apex pulmonis
  12. Oberlappen - Lobus superior
  13. Schräge Lungenspalte -
    Fissura obliqua
  14. Unterlappen - Lobus inferior
  15. Unterer Lungenrand - Margo inferior
  16. Mittellappen (nur bei der rechten Lunge) - Lobus medius
  17. Horizontale Lungenspalte (zw. Ober- und Mittellappen rechts) - Fissura horizontalis

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Beispiel: Atemhilfsmuskulatur

Jeder kennt das Bild eines erschöpften Sportlers, der seine Atemhilfsmuskulatur aktiviert, in dem er, vorn über gebeugt, seinen Oberkörper mit den Händen auf den Oberschenkeln abstützt.
Hierdurch erhält die Atemhilfsmuskulatur einen günstigeren Hebelverhältnisse und kann kraftsparend die Lunge gut belüften.

Wenn die Einatmung durch aktive Arbeit geschieht, wäre es sinnvoll, wenn der Körper die geleistete Energie für die Ausatmung nutzen würde.
Und genau das macht der Körper, zumindest in Ruhe. Das Zwerchfell (Diaphragma) entspannt sich, kehrt in seine Ruhelage mit der Wölbung in den Brustraum zurück. Dadurch erhöht sich dort der Druck, die Luft wird aus der Lunge ausgepresst. Wenn die Atemfrequenz steigt, muss die Zeit für die Ausatmung sinken. Dann setzt der Körper seine Ausatemmuskeln ein. Teile der Zwischenrippenmuskeln, aber auch die Bauchmuskulatur sind hier entscheidend.

Alle Muskeln der Atmung

Einatmungsmuskeln (Inspirationsmuskeln)

  • Zwerchfell (Diaphragma) = wichtigster Atemmuskel
  • Musculi intercostales externi (äußere Zwischenrippenmuskeln)
  • Musculi levatores costarum (Rippenheber)
  • Musculi scaleni
  • Musculus serratus posterior superior
  • Musculus serratus anterior (vorderer Sägemuskel)
  • Musculus rectus abdominis (gerader Bauchmuskel)

Ausatemmuskeln (Exspirationsmuskeln)

  • Musculi intercostales interni et intimi (innere Zwischenrippen- muskeln)
  • Bauchmuskeln
  • Musculus serratus posterior inferior
  • Musculus retractor costae
  • Musculus transversus thoracis
  • Musculus subcostalis

Aufbau Thorax

  1. Schlüsselbein
  2. Rippe
  3. Lunge
  4. Brustwand
  5. Herz
  6. Zwerchfell
  7. Leber
  8. Mediastinum
  9. Hautschlagader (Aorta)
  10. Obere Hohlvene (Vena cava)

Bronchialmuskulatur

Die Bronchialmuskulatur hat eine Art Steuerungsfunktion für die Verteilung der Atemluft auf die einzelnen Abschnitte. Sie ist meist spiralig um die Luftwege angeordnet und besonders zahlreich in den kleinen und mittelgroßen Bronchien.
Das macht Sinn, da die Wände mit zunehmender Entfernung vom Hals weniger Knorpel besitzen und so durch Kontraktionen deutlich stärker in ihrem Durchmesser verändert werden können. In den Bronchien, in die viel Luft hingelangen soll, entspannen sich die Muskeln, der Durchmesser der Bronchien weitet sich. Im umgekehrten Fall sorgt eine Anspannung der Muskulatur für einen verminderten Durchmesser und damit für eine geringere Belüftung des Lungenabschnitts.

Eine größere, wenn auch nicht unbedingt gewollte Rolle spielt die Bronchialmuskulatur beim Ausatmen. Ist die Muskulatur angespannt und damit der Durchmesser des Bronchius eng, kann es sein, dass in der Phase der Ausatmung nicht genug Luft aus den Lungenbläschen ausströmen kann. Nun kommt während der nächsten Einatmung weitere Luft dazu, die bei der nächsten Atmung nicht ausreichend ausströmen kann. Dieser Mechanismus wird obstruktive (=verschließende) Lungenfunktionsstörung genannt. Auf die Dauer leiern die betroffenen Lungenbläschen regelrecht aus- man spricht in diesem Falle von einem Lungenemphysem.

Jetzt kann man sich natürlich fragen, warum bei der Einatmung mehr Luft hinein kommt, als während der Ausatmung ausströmen kann. Der Grund ist folgender: Bei der Einatmung herrscht Unterdruck in der Lunge, der natürlich auch auf die Bronchien aufdehnend wirkt. Die Ausatmung wird durch einen Überdruck in der Lunge ausgelöst- dieser Überdruck presst auch die Atemwege zusammen.

Die Bronchialmuskulatur ist vom Typ der sogenannten glatten Muskulatur. Das bedeutet, sie arbeitet ohne bewusste Steuerung sondern erhält ihre Impulse durch das vegetative (autonome) Nervensystem.

Die beiden Anteile des vegetativen Nervensystems (sympathisches Nervensystem (kurz:Sympathikus) - parasympathisches Nervensystem (kurz: Parasympathikus)) haben einen widersinnigen Effekt.
Wie bei allen Verbindungen zwischen Nerven und Muskeln gilt auch hier, dass der jeweilige Effekt am Muskel über Eiweiße der Zellmembran (Rezeptoren) vermittelt wird, die über eine Formänderung das Signal der Nerven in Muskelerregung oder Entspannung umwandeln können.

Bei Stress und körperlicher Arbeit wird durch das sympathische Nervensystem ein Signal für Entspannung der Bronchialmuskulatur und dadurch zu einer Aufweitung der Luftwege (Bronchodilatation) gegeben. Dieses wird über sogenannte Beta-2-Rezeptoren, die auf der Zellmembran der Muskelzellen sitzen, vermittelt.
Bei Luftnot (Dyspnoe), bedingt durch eine erhöhte Anspannung der Bronchialmuskulatur, gibt man spezielle Medikamente (Beta-2-Sympathikomimetika), die zu einer Linderung der Beschwerden führen, da sie den Effekt des sympathischen Nervensystems auf die Rezeptoren nachahmen (mimetisch = nachahmen).

Der Parasympathikus, der bei Ruhe und Schlaf aktiv ist, führt zu einer Anspannung der Muskeln und damit zu einer Verengung der Luftwege (Bronchokonstriktion).

Es gibt noch weitere Substanzen, die eine Anspannung der Bronchialmuskeln auslösen können, die wichtigste ist Histamin. Dieses Histamin wird von speziellen Abwehrzellen (sogenannten Mastzellen) im Rahmen einer allergischen Reaktion ausgeschüttet. Die Menge des Histamins ist meist so groß, dass die Muskulatur verkrampft. Dadurch wird die Atmung des Patienten lebensgefährlich erschwert. Dieser Zustand ist bekannt als asthmatischer Anfall (Asthmaanfall).

Lungenerkrankungen

Asthma

Es gibt verschiedene Formen des Asthmas (Asthma bronchiale). Die häufigste Form ist das allergische Asthma. Hierbei kommt es durch einen Allergie auslösenden Reizstoff (Allergen) zu einer Histamin (s.o.) vermittelten Engstellung der Lungenäste (Bronchien). Charakteristisch ist, dass die eingeatmete Luft die Lunge nicht mehr verlassen kann. Charakteristisches Krankheitszeichen ist die Luftnot.
Weitere Informationen erhalten Sie unter unserem Thema: Asthma

Lungenentzündung

Die Lungenentzündung (Pneumonie) wird meistens durch Bakterien verursacht. Entzündliche Infiltrate (Abwehrzellen und Bakterien) führen zu Ausfüllung der Lungenbläschen, die dann nicht mehr für den Gasaustausch zur Verfügung stehen.

Charakteristische Krankheitszeichen sind:

  • Fieber
  • Husten
  • Luftnot

Weitere Informationen erhalten Sie unter unserem Thema: Lungenentzündung

COPD

Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (Pulmo)erkrankung (engl. Desease) wird insbesondere durch Rauchen verursacht. Insbesondere die Einatmung der Luft ist durch dauerhafte Engstellung der Bronchien erschwert. Ihre charakteristischen Krankheitszeichen sind Luftnot, Auswurf, Husten.

Weitere Informationen erhalten Sie unter unserem Thema: COPD

Lungenkrebs

Auch der Lungenkrebs wird hauptsächlich durch Rauchen verursacht und führt in den meisten Fällen zum Tod des Patienten. Typische, für den Lungenkrebs einzigartige Krankheitszeichen, gibt es nicht.

Weitere Informationen erhalten Sie unter unserem Thema: Lungenkrebs

Weitere Informationen zum Thema Atmung

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Qualitätssicherung durch: Dr. Nicolas Gumpert      |     Letzte Änderung: 20.02.2017
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