Die Atmung. Der Gasaustausch von Sauerstoff und Kohlendioxid findet in den Alveolen statt:

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1 Die Atmung Die Atmung hat die Aufgabe, Sauerstoff O2 aufzunehmen und Kohlendioxid CO2 abzugeben! Die Ein- und Ausatmung der Luft mit dem Gasaustausch in der Lunge bezeichnet man äußere Atmung. Ihr stellt man die innere Atmung der Zellen gegenüber, die den Sauerstoff aus dem Blut aufnehmen, ihn zur Energiegewinnung verbrauchen und Kohlendioxid wieder an das Blut abgeben. Die Atmung (schematisch) innere und äußere Atmung Der Gasaustausch in der Lunge = äußere Atmung (schematisch) Der Gasaustausch von Sauerstoff und Kohlendioxid findet in den Alveolen statt: Aus dem Herzen kommt das sauerstoffarme und kohlendioxidreiche Blut in das Kapillarsystem der dünnen gasdurchlässigen Wände der Alveolen. Dort wird aus den Erythrozyten (Hämoglobin >> Eisen) das Kohlendioxid an die Luft in den Alveolen abgeben und der Sauerstoff aus der Luft in den Alveolen aufgenommen. Der Sauerstoff wird wieder in den Erythrozyten an des Hämoglobin (Eisen) gebunden und mit dem Blut zum Herzen geleitet. 1

2 äußere Atmung = Lungenatmung innere Atmung = Zellatmung Weitere Aufgaben der Atmung sind die Geruchswahrnehmung in der Nase und die Stimmbildung, die durch den Kehlkopf mit dem übrigen Atmungssystem ermöglicht wird. Respiration Inspiration Exspiration = Atmung = Einatmung = Ausatmung Bestandteile der Luft: Sauerstoff O 2 ca. 21% Stickstoff N 2 ca. 78% Edelgas ca. 1% Kohlendioxid CO 2 ca. 0,03% Der Respirationstrakt untergliedert sich in die oberen Luftwege mit Mund, Nase und Rachen (Pharynx), in die unteren Luftwege mit Kehlkopf (Larynx), Luftröhre (Trachea) und den Bronchialbaum und das Atmungsorgan selbst, die Lunge (Pulmo). 2

3 oberen Luftwege unteren Luftwege Bronchialbaum Lunge (Pulmo) Die Luftwege: Die Nase: Die Luft wird normalerweise über die Nase eingeatmet. Die Nasenschleimhaut Nasenhaare) sorgt für die Reinigung und die Anfeuchtung der Luft. Die Nasenhöhle wird durch die Nasenscheidewand in zwei Hälften geteilt. An den seitlichen Nasenwänden befinden sich jeweils 3 Nasenmuscheln Durch die längliche Form der Muscheln bilden sich drei Nasengänge. Im oberen Nasengang befindet sich das Riechzentrum, Im Mittleren geht der größte Luftstrom durch in dem Unteren mündet der Tränen-Nasengang. Im Bereich der mittleren und unteren Nasengänge befinden sich die Verbindungen zu den Nasennebenhöhlen. 3

4 Die Nasennebenhöhlen: Kieferhöhle - Sinus maxillaris Stirnhöhle - Sinus frontalis Keilbeinhöhle Sinus sphenoidalis Siebbeinzellen Cellullae ethmoidalis Die Nasennebenhöhlen sind luftgefüllte, mit Schleimhaut ausgekleidete Hohlräume, die mit der Nase verbunden sind. Zusammen mit der Nase bilden sie einen Resonanzraum für die Stimme. Der Rachen (Pharynx) ist in drei Etagen gegliedert: Nasenrachen Mundrachen - Nasopharynx - Oropharynx unter Rachenraum - Hypopharynx Aus der Nasenhöhle strömt die Atemluft über den Rachen in die unteren Luftwege. Der zunächst hinten gelegene Atemweg kreuzt dabei den Speiseweg und gelangt nach vorne über den Kehlkopf in die Luftröhre. in diesem Bereich liegt die Speiseröhre hinter der Luftröhre! 4

5 Der Kehlkopf (Larynx) befindet sich am Eingang zur Luftröhre. Er besteht aus gelenkig miteinander verbundenen Knorpeln, die durch Muskeln bewegt werden können. Am Beginn der Luftröhre sitzt die Stimmritze. Stimmritze Die Luftröhre (Trachea) und Bronchien: Über die Luftröhre gelangt die Luft über den Kehlkopf in die Bronchien, die sich in zwei Hauptbronchien, die mit Flimmerepithel ausgekleidet sind, aufteilen und zu den beiden Lungenflügeln ziehen. Die Hauptbronchien verzweigen sich weiter in ein stark verästeltes Bronchialsystem. An den Endästen des sog. Bronchialbaumes befinden sich die Alveoli pulmonis die Lungenbläschen in denen der Gasaustausch stattfindet! 5

6 Die Lunge (Pulmo) Die beiden Lungenflügel liegen gemeinsam mit dem Herzen in der Brusthöhle, die vom Brustkorb mit seinen Rippen begrenzt wird. Herz Der Brustkorb (Thorax) umgibt die Brusthöhle, der beidseits aus je 6 gelenkig mit der Wirbelsäule und dem Brustbein verbundenen Rippen besteht. Die Spitze des Brustbeines nennt man 'Xiphoid' Brustbein Schwertfortsatz (Proc. xiphoideus) 3 über eine Knorpelbrücke verbundene Rippen Die Lunge ist in zwei Lungenflügel unterteilt, wobei der rechte Lungenflügel in 3 Lungenlappen und der linke Lungenflügel in 2 Lungenlappen unterteilt ist. Das liegt an der linksbetonten Lage des Herzens! 6

7 An ihrer Oberfläche ist die Lunge vom Brustfell (Pleura) umgeben, das einen doppelwandigen Aufbau hat: Mit der inneren Schicht (Lungenfell) überzieht es die Lunge, mit der äußeren Schicht (Rippenfell) wird die Brusthöhle ausgekleidet. Beide Pleuraschichten sind gut gegeneinander verschieblich und ermöglichen die Atembewegungen!. Der Gasaustausch von Sauerstoff und Kohlendioxid erfolgt in den Alveolen (Lungenbläschen), die traubenförmig um die Endäste der des Bronchialbaumes angeordnet sind. Die Zahl der Lungenbläschen wird auf ungefähr 300 Millionen und ihre Gesamtoberfläche auf m 2 geschätzt. Die Alveolen sind von einem engmaschigem Blutkapillargeflecht umgeben. Durch die dünnen, gasdurchlässigen Wände nimmt das Blut den Sauerstoff aus den Alveolen auf und gibt Kohlendioxid an das Blut ab. Makrophagen phagozytieren bis in die Bläschen gelangte Staubpartikel. Das sauerstoffreiche, arterielle Blut wird über die Lungenvenen (!) dem Herzen zugeführt und von dort in den Körperkreislauf weitergepumpt. 7

8 Die Lungenfunktion: Die Inspiration (Einatmung) erfolgt durch eine Vergrößerung des Brustraumes mit Hilfe der Atemmuskulatur. Dadurch entsteht in der Lunge ein Unterdruck, wodurch die Außenluft über die Luftwege eingesaugt wird. Der Brustraum kann sowohl durch Hebung des Brustkorbes (Brustatmung) als auch durch Senkung des Zwerchfells (Bauchatmung) vergrößert werden. Der kuppelförmig nach oben gewölbte Zwerchfellmuskel ist der wichtigste Atemmuskel! Kontrahiert er sich, flacht sich die Zwerchfellkuppel ab und der Brustraum wird dadurch vergrößert. Zwerchfell 8

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