Atmung beim Menschen - Ablauf und Funktion erklärt

Die Atmung des Menschen - die Einatmung

Die Einatmung beginnt, wenn das Zwerchfell, ein muskuläres Organ unterhalb der Lunge, und die Zwischenrippenmuskeln sich zusammenziehen. Dies führt dazu, dass sich das Volumen der Brusthöhle vergrößert und der Druck in den Lungenbläschen (Alveolen) abnimmt. Durch diesen Druckunterschied strömt Luft durch die Atemwege in die Lunge ein. Dabei gelangt sauerstoffreiche Luft in die Lungenbläschen, wo der Gasaustausch stattfindet.

Gasaustausch in den Lungenbläschen

In den Lungenbläschen findet der eigentliche Gasaustausch statt. Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft diffundiert durch die dünnen Wände der Alveolen in das umgebende Kapillarnetzwerk, das die Lungenbläschen umgibt. Gleichzeitig diffundiert Kohlendioxid aus dem Blut in die Alveolen, um dann ausgeatmet zu werden. Dieser Gasaustausch ermöglicht es dem Körper, Sauerstoff aufzunehmen und Kohlendioxid abzugeben.

Die Ausatmung - ein wichtiger Prozess

Die Ausatmung erfolgt passiv, wenn das Zwerchfell und die Zwischenrippenmuskeln entspannen. Dadurch verringert sich das Volumen der Brusthöhle und der Druck in den Lungenbläschen steigt. Die Luft strömt aufgrund des Druckunterschieds aus den Lungenbläschen durch die Atemwege und wird ausgeatmet. 

Das passiert außerdem im Körper:

• Entfernung von Kohlendioxid: Beim Ausatmen wird das Kohlendioxid, das während des Stoffwechsels in den Zellen des Körpers produziert wird, aus den Lungen entfernt. Kohlendioxid ist ein Abfallprodukt des Zellstoffwechsels und muss aus dem Körper entfernt werden, da ein zu hoher Kohlendioxidspiegel im Blut zu einer Versauerung des Blutes führen kann, was lebensbedrohlich sein kann.    
• Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts: Kohlendioxid ist ein Hauptbestandteil des chemischen Puffersystems im Körper, das das Säure-Basen-Gleichgewicht reguliert. Ein angemessener Kohlendioxidspiegel im Blut ist entscheidend für die Aufrechterhaltung eines stabilen pH-Werts im Blut und im Körpergewebe.
• Vorbereitung für die nächste Einatmung: Das Ausatmen bereitet den Körper darauf vor, frische Luft einzuatmen, indem es die verbrauchte Luft aus den Lungen entfernt und Platz für neue Luft schafft. Dies ermöglicht eine effiziente Sauerstoffaufnahme und den Gasaustausch in den Lungenbläschen.
• Entlastung des Brustkorbs und der Atemmuskulatur: Das Ausatmen hilft, den Druck im Brustkorb zu verringern und die Atemmuskulatur zu entspannen, was eine effiziente Einatmung erleichtert. Durch das Ausatmen können die Atemmuskeln nach jeder Atembewegung entspannen, was dazu beiträgt, Ermüdung zu verhindern und die Effizienz der Atmung zu verbessern.
• Ausscheidung von anderen Abfallstoffen: Neben Kohlendioxid können auch andere flüchtige Verbindungen und Abfallstoffe aus dem Körper durch die Ausatemluft entfernt werden. Dies umfasst beispielsweise bestimmte flüchtige organische Verbindungen (VOCs), die im Stoffwechsel entstehen und über die Atmung ausgeschieden werden können.

Die Atmung ist lebenswichtig

Das Ein- und Ausatmen ermöglicht den Transport von Sauerstoff und Kohlendioxid im Blut. Sauerstoff ist für die Zellatmung unerlässlich, einem Prozess, bei dem Glukose und andere Nährstoffe in den Zellen mithilfe von Sauerstoff in Energie umgewandelt werden. Diese Energie wird benötigt, um lebenswichtige Funktionen wie das Schlagen des Herzens, die Muskelkontraktion und die Aktivität des Gehirns aufrechtzuerhalten. So funktioniert der Prozess.

• Der Sauerstoff, der in den Lungenbläschen aufgenommen wurde, bindet sich an Hämoglobin in den roten Blutkörperchen und wird im Blut weiter geleitet.
• Gleichzeitig wird Kohlendioxid im Blut zu Bikarbonat umgewandelt und in Form von Hydrogencarbonat-Ionen transportiert. 
• Das Blut bringt dann Sauerstoff zu den Zellen im Körper, wo er für den Zellstoffwechsel benötigt wird, und führt Kohlendioxid zurück zur Lunge, um ausgeatmet zu werden.

Die Atmung beim Menschen ist also ein komplexer Prozess, der kontinuierlich abläuft und sicherstellt, dass der Körper ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird und Kohlendioxid ausgeatmet wird, um einen normalen Stoffwechsel aufrechtzuerhalten.