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Anatomie und Funktion der Atmung

obere Atemwege Mund-, Nasen- und Rachenraum
untere Atemwege Kehlkopf mit Kehldeckel, Luftröhre, Bronchien, Bronchiolen und Lungenbläschen (Alveolen)

In Höhe des Kehldeckels liegen Luft- und Speiseweg hintereinander. Beim Schluckvorgang verschließt der Kehldeckel die Luftröhre reflektorisch (Schluckreflex). Gelangen trotzdem Fremdkörper in die Luftröhre, so setzt der Hustenreflex ein. Die Luftröhre wird durch Knorpelspangen immer offen gehalten.

 

Die Lunge ist paarig angelegt. Die Lungenflügel füllen beiderseits des Mediastinums die Brusthöhle vollständig aus (Mediastinum = Mittelraum hinter dem Brustbein mit Gefäß-Nervenstraße, Speiseröhre und Herz in einem Bindegewebspolster). Die Lungenspitzen reichen bis zum Schlüsselbein. Unten liegen die Lungenflügel auf dem Zwerchfell auf.

Die Lungenflügel sind vollständig vom Lungenfell (Pleura) überzogen. Dieses grenzt - bis auf einen kapillaren, feuchten Spalt - an das dicht an den Rippen liegende Rippenfell. In dem Spaltraum zwischen Lungen- und Rippenfell herrscht Unterdruck, der die beiden Häute zusammen hält und damit das zarte Lungengewebe am Zusammenfallen hindert.
 
Äußere Atmung Gasaustausch zwischen Alveolen der Lunge und Kapillargefäßen. In den Kapillargefäßen wird Sauerstoff vom Blut aufgenommen. im Gegenzug dazu wird von den Alveolen das Stoffwechselprodukt Kohlendioxid aufgenommen.
Innere Atmung Im Körper stattfindender Gasaustausch zwischen Kapillargefäßen und Zellen (Gewebe). O2 wird an die Zellen abgegeben, das Stoffwechselprodukt CO2 vom Blut aufgenommen.

Steuerung der Atmung:
Das Atemzentrum reagiert direkt oder indirekt über Messstellen auf Veränderungen
des CO2-Druckes
des O2-Druckes
des Säurewertes (pH-Wert) im Blut
Die Veränderung des CO2-Druckes stellt dabei die wichtigste Regelgröße dar. Die Messstellen befinden sich im Bereich des Atemzentrums, der Gabelung der Arteria Carotis und im Aortenbogen.

 

Funktion der Atmung:

Die durch einen Nervenimpuls des Atemzentrums angeregten Muskeln des Brustkorbes ziehen sich zusammen und heben die Rippen. Gleichzeitig wird durch die Zwerchfellmuskulatur das Zwerchfell gesenkt. Beides führt zu einer Vergrößerung des Brustraumes und somit zu einem Unterdruck im Brustraum gegenüber der Außenluft. Die Lungen folgen dieser Bewegung, wodurch Luft einströmt. Die Ausatmung erfolgt weitgehend passiv aufgrund der Elastizität des Brustkorbs und des Zwerchfells.

Treibende Kraft bei der inneren Atmung sind die Druckunterschiede (O2, CO2) zwischen Blut und Alveolen.

Wichtige Größen der Atmung:
Atemfrequenz Zahl der Atemzüge pro Minute
Atemzugvolumen Menge an Luft, die pro Atemzug eingeatmet wird
Atemminutenvolumen Produkt aus Atemzugvolumen und Atemfrequenz (z.B. Atemzugvolumen: 500 ml; Atemfrequenz: 16 Atemzüge/Minute, so ergibt sich: 500 ml x 16/min. = 8000 ml/min.)
Totraum Der Totraum ist das gesamte luftleitende System. In ihm wird zwar Luft bewegt, es findet jedoch kein Gasaustausch statt (Erwachsener: ca. 150 ml)

Atemfrequenz und Atemzugvolumen sind alters- und belastungsabhängig:

Alter Atemfrequenz in Ruhe Atemzugvolumen in Ruhe
Neugeborenes ca. 40/min

allgemein ca. 8-10 ml je kg/KG

Säugling ca. 30/min.
Kleinkind ca. 25/min.
Kind (6 Jahre) ca. 20/min.
Jugendlicher ca. 14/min.
Erwachsener ca. 12/min.