äußere Atmung
Würde man eine Wertung anlegen, welche Tätigkeit die für uns die Wichtigste ist, würde „atmen“ die unangefochtene Nummer 1 sein. Wir können lange Phasen ohne Nahrung überleben, ca. 3 Tage ohne Wasser auskommen, aber nur wenige Minuten ohne Sauerstoff. Das Wort Inspiration wird in der Medizin für Einatmen verwandt, außerhalb des medizinischen Bereichs für schöpferische Einfälle, Erleuchtung, Eingebung. Allein der Einsatz des Wortes „Inspiration“ in unserer Sprache zeigt die Wichtigkeit des Atemvorgangs!
Innere und äußere Atmung
Der Begriff Atmung steht einerseits für die mechanisch-anatomisch Atmung der Lunge mithilfe des Zwerchfells und der Brustkorbmuskulatur. Auf der anderen Seite versteht man unter Atmung den biochemischen Vorgang der Energiegewinnung aus der Oxidation von Kohlenhydraten (in der inneren Membran der Mitochondrien), die sogenannte Zellatmung. Die Energie wird bei der Zellatmung in Form von ATP freigesetzt.
Merke
Ohne äußere Atmung keine Zellatmung!
Der Sauerstoff gelangt über Diffusion und gerichtete Strömung in das Blut. Aus den Lungenbläschen tritt der Sauerstoff über in die feinen Blutkapillaren, wird dann in den großen Arterien zum Herz geführt und von dort aus im Körper verteilt. Im Blut an das Transportprotein Hämoglobin gebunden, ist es wieder Diffusion, die den Übergang des Sauerstoffs vom Blut in die Zelle ermöglicht.
Diffusion ist auf kurzen Strecken sehr wirksam und extrem schnell, für große Distanzen (Lunge-Herz-großer Zeh) aber nicht geeignet. Hier bedarf es der gerichteten Strömung. Diese Strömung wird durch den unterschiedlichen Sauerstoffpartialdruck und die besonderen Eigenschaften des Hämoglobins aufrechterhalten.
Vorgänge der äußeren Atmung
Atmung erfolgt nicht nur über die Lungen, sondern ebenso über die Haut. Andere Lebewesen nutzen Kiemen (Fische) oder Tracheen (Insekten).
In der Lunge erfolgt der Gasaustausch über in den Körper eine eingestülpte, oft stark gefaltete und damit außerordentlich oberflächenvergrößerte Fläche.
Durch das Einatmen gelangt sauerstoffhaltige Luft durch Mund und Nase in den Körper.
Über die Nasenatmung wird die Atemluft befeuchtet und gefiltert. Über den Rachenraum gelangt die Luft in die Luftröhre und damit über die Bronchien in die Lunge. Die beiden Bronchienäste verzweigen sich weiter zu den Bronchiolen. Die „feinste Untereinheit” der Lungen sind die Lungenbläschen oder Alveolen, welche von einer dünnen Membran umgeben sind und so den Sauerstoffübergang durch Diffusion in die Blutgefäße ermöglichen. Aus dem Blut gelangt durch die gleichen dünnenMembranen Kohlenstoffdioxid in die Ausatemluft.
Der Gasaustausch in den Lungenbläschen erfolgt mittels Diffusion. In den Lungenkapillaren kommt es zum Sauerstoffübertritt in das Blut, im Gegenzug gelangt Kohlenstoffdioxid aus dem Blut direkt in die Lunge und wird so wieder aus dem Körper entfernt (Ausatmen).
Der Diffusionsvorgang hängt maßgeblich von der Anzahl der vorhandenen Gasmoleküle ab:
Je höher die Konzentration des Sauerstoffs ist, desto mehr kann durch die Membran in den Körper eindiffundieren.
Der Gasaustausch kann durch
- Membranpermeabilität für die auszutauschenden Substanzen
- Größe der Membranoberfläche
- Membrandicke (= Diffusionsstrecke)
- Temperatur (sie beeinflusst die Geschwindigkeit der Eigenbewegung der Moleküle und somit die Diffusionsgeschwindigkeit. Je wärmer es ist, desto besser ist der Gasaustausch)
- Konzentrationsunterschiede zwischen den beiden Seiten der Membran
beeinflusst werden.
Merke
Je größer das Konzentrationsgefälle, umso besser funktioniert der Gasaustausch.
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