Atmung und Stimme – lebensnotwendige Luftströme

Was geschieht bei der Atmung?

Ununterbrochen wird Luft zur Lunge hinund von ihr wegtransportiert. Dies geschieht über ein ganzes System von Atemwegen. Auf ihrem Weg zur Lunge tritt die Luft über die Nase in den Körper ein und passiert den Rachen, den Kehlkopf und die Luftröhre.

Die Atemwege leiten nicht nur die Luft in den Körper hinein und wieder hinaus, sondern sie erwärmen, befeuchten und reinigen sie auch. Im Innern der Lunge wird Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft aufgenommen und das überflüssige Kohlendioxid wieder an die Luft abgegeben. Die beiden Lungenflügel arbeiten unaufhörlich. Dadurch wird der Körper kontinuierlich mit Sauerstoff versorgt.

Wie ist die Nase aufgebaut?

Die Nase (Nasus) – die Eintrittspforte der Luft – besteht aus zwei Teilen, der äußeren Nase und der Nasenhöhle. Die äußere Nase besteht aus dem Nasenbein und flexiblem Knorpelgewebe. Die Nasenhöhle, die hinter der äußeren Nase liegt, nimmt den Raum zwischen hartem Gaumen und dem hinter dem Nasenbein befindlichen Siebbein ein und wird von der teils knöchernen Nasenscheidewand vertikal in zwei Hälften geteilt. Auf der Oberfläche jeder Hälfte befinden sich drei Wülste, die von vorstehenden Knochen gebildet werden und als Nasenmuscheln (Conchae) bezeichnet werden. Unterhalb jeder dieser Muscheln befindet sich ein Nasengang. In die Nasenhöhle münden auch die Nasennebenhöhlen.

Beim Einatmen strömt die Luft durch die zwei Nasenlöcher oder den vorderen Naseneingang, passiert die zwei Hälften der Nasenhöhle und verlässt die Nase durch die beiden hinteren Nasenöffnungen in Richtung Rachen.

Wozu dienen die Nebenhöhlen der Nase?

Die Nasennebenhöhlen sind mit Schleimhaut ausgekleidete, paarig angeordnete Hohlräume in den Gesichtsknochen. Dazu gehören die Stirnhöhlen (Sinus frontales), Kieferhöhlen, Keilbeinhöhlen und die Siebbeinzellen. In ihrer Gesamtheit verringern sie das Gewicht des Schädels. Außerdem bieten sie einen Resonanzraum bei der Stimmbildung.

Wo entsteht der Nasenschleim?

In der Nasenhöhle. Wie der größte Teil des Atemsystems ist auch sie mit einer Schleimhaut ausgekleidet, die einen wässerigen Schleim absondert. Die Nasenhöhle ist zudem von einem dichten Geflecht dünnwandiger Blutgefäße durchzogen, die durch die verstärkte Blutzirkulation wie ein Heizkörper wirken und die durch die Nasenhöhle strömende Luft erwärmen.

Welchen Vorteil hat das Einatmen durch die Nase?

Natürlich kann die Luft auch über den Mund in die Atemwege gelangen. Das Einatmen über die Nase ermöglicht jedoch, dass die Luft vor Eintritt in die Lunge angewärmt, befeuchtet und gereinigt wird.

Am vorderen Naseneingang verhindern zahlreiche grobe, starre Haare das Eindringen von Staub- und Schmutzpartikeln mit der eingeatmeten Luft. Während die Atemluft die Nasenmuscheln und Nasengänge passiert, entstehen Verwirbelungen, durch die die Luft innerhalb der Nasenhöhle zirkuliert. Dadurch wird sie von der Schleimhaut erwärmt und angefeuchtet. Kleine Staubpartikel bleiben im klebrigen Schleim hängen. Der Schleim wird durch die Zellen des so genannten Flimmerepithels auf der Schleimhaut der Nasenhöhle in Richtung Rachen befördert. Jede Zelle besitzt etwa 250 Flimmerhaare – oder Zilien –, die sich nach einem gemeinsamen Takt bewegen und dadurch den Schleim weiterbefördern.

Warum läuft beim Weinen die Nase?

Größere Tränenmengen können von den Tränenkanälen der Augen allein nicht bewältigt werden. Der Tränengang, ein enges, mit Schleimhaut ausgekleidetes Röhrchen, das die Tränenflüssigkeit aus dem Augenwinkel ableitet, mündet in die Nasenhöhle. Beim Weinen entsteht eine große Menge Tränenflüssigkeit, von der ein Teil durch die Nase abfließt.

Was geschieht beim Niesen?

Das Niesen ist ein Schutzreflex, der in die Nasenhöhle geratene Fremdkörper oder Ansammlungen von Schleim aus der Nase entfernt. Bei der plötzlichen und oft lauten Aktion wird der Inhalt der Nase durch den starken Luftstrom nach außen befördert. Der Luftstoß erreicht dabei Geschwindigkeiten bis zu 160 Kilometer pro Stunde.

Was wird als Schlund bezeichnet?

»Schlund« ist die Bezeichnung für den Teil des Rachens, der als Atemweg dient. Rein optisch erinnert der Rachen (Pharynx) an ein kurzes Stück eines roten Wasserschlauchs. Dieser Schlauch verbindet die Nase mit dem Kehlkopf. Da er außerdem das Verbindungsstück zwischen Mundhöhle und Speiseröhre bildet, dient der größte Teil des Rachens als Speise- und als Atemweg. Wie die Nasenhöhle ist auch die Schleimhaut des oberen Rachens (Nasenrachen) mit Flimmerhärchen besetzt, die im Schleim hängen gebliebene Staubpartikel weiter den Rachen hinuntertransportieren. Im Rachenbereich befinden sich die für die Krankheitsabwehr wichtigen Mandeln.

Wie heißen die einzelnen Rachenabschnitte?

Der Rachenraum besteht aus den drei aufeinander folgenden Rachenabschnitten Nasen-, Mund- und Kehlkopfrachen. Der Nasenrachen ist der oberste Abschnitt und verläuft von der hinteren Nasenöffnung zum weichen Gaumen, dem »schlaffen« Bereich am hinteren Abschluss der Mundhöhle. Der Nasenrachen wird nur von Luft durchströmt. Während des Schluckvorgangs wird der weiche Gaumen nach oben gedrückt und verschließt den Nasenrachen, so dass keine Nahrung in die Nasenhöhle gelangen kann. Der mittlere Rachenabschnitt, der Mundrachen, besitzt eine Verbindung zur Mundhöhle und dient sowohl als Luft- als auch als Speiseweg. Der unterste Rachenabschnitt, der Kehlkopfrachen, ist zweigeteilt und besteht im vorderen Teil aus dem Kehlkopf, durch den die Luft zu den Lungen transportiert wird, und im hinteren Bereich aus der Speiseröhre, durch die die Nahrung zum Magen befördert wird.

Was verbindet den Rachenraum mit der Luftröhre?

Es ist der Kehlkopf (Larynx) – eine trichterförmige Struktur von etwa fünf Zentimetern Länge. An seinem oberen Ende ist er mit dem Zungenbein verbunden, an seinem unteren Ende schließt er an die Luftröhre an. Der Kehlkopf erfüllt drei Aufgaben: Er erlaubt eine ungehinderte Passage der Luft und verfügt über einen Schließmechanismus, der beim Schlucken die Luftwege abdichtet, so dass keine Nahrung in die Lunge gelangt. Außerdem ist er das wichtigste Organ bei der Stimmbildung.

Wie hält der Kehlkopf Atemluft und Speisen auseinander?

Während des Atmens zeigt der Kehldeckel (Epiglottis) nach oben und lehnt gegen den Zungenrücken, so dass die Luft unbehindert durch den Kehlkopf strömen kann. Beim Schluckakt faltet sich der Kehldeckel jedoch nach hinten und verschließt den Eingang zum Kehlkopf, so dass die Nahrung die Speiseröhre hinuntergeleitet wird. Die Funktion des Kehldeckels macht gleichzeitiges Schlucken und Atmen äußerst schwierig. Geraten Nahrungsmittel und andere Teile unbeabsichtigt in den Kehlkopf, löst der Kehldeckel den Hustenreflex aus.

Was genau ist der Adamsapfel?

Den Kehlkopf kann man im vorderen Halsbereich als harten Vorsprung fühlen. Die auffällige Erhebung auf seiner Vorderseite wird volkstümlich auch Adamsapfel genannt. Er ist Teil des Schildknorpels, eines von insgesamt neun Knorpelstücken, aus denen sich der Kehlkopf zusammensetzt. Die Knorpel werden von Bändern und Membranen zusammengehalten.

Zu den weiteren Knorpelstücken gehören der ringförmige Ringknorpel, der den Kehlkopf mit der Luftröhre verbindet, der Stellknorpel, der die Stimmbänder in der richtigen Stellung hält, und der Kehldeckel, eine blattförmige Knorpelklappe, die am oberen, vorderen Rand des Kehlkopfes eingehängt ist.

Wie lang ist die Luftröhre?

Sie misst etwa zehn bis zwölf Zentimeter. Dieser muskulöse Schlauch mit einem Durchmesser von etwa 2,5 Zentimetern verläuft hinter dem Brustbein und transportiert die Luft zwischen dem Kehlkopf und den Lungen. An ihrer Basis teilt sich die Luftröhre (Trachea) in die zwei Hauptbronchien, den rechten und den linken Hauptbronchus, die in jeweils einen Lungenflügel führen.

Bis zu 20 C-förmige Knorpelspangen verleihen der Luftröhre eine gewisse Steife. Sie halten die Luftröhre offen und verhindern, dass sie durch den Unterdruck während des Einatmens zusammenfällt. Die Knorpelspangen zeigen mit ihrer Öffnung nach hinten, wo die Luftröhre auf der parallel verlaufenden Speiseröhre aufliegt. Die freien Enden der Knorpelspangen sind horizontal durch glatte Muskulatur verbunden, die durch ihre Kontraktion die Luftröhre verengen kann, um so den Ausstoß von Schleim während des Hustens zu erleichtern.

Was passiert mit dem Schleim in der Luftröhre?

Staub und andere Partikel bleiben an dem von der Schleimhaut der Luftröhre produzierten Schleim kleben und werden, zusammen mit dem Schleim, nach oben in Richtung Rachenraum befördert, wo er verschluckt oder durch Husten ausgestoßen werden kann.

Wodurch wird die Lunge geschützt?

Durch den knöchernen Brustkorb (Thorax). Die beiden kegelförmigen Lungenflügel nehmen den größten Teil des Brustraums ein – eine Ausnahme bildet der zentrale Mittelfellraum (Mediastinum), in dem Herz, größere Blutgefäße, Luftröhre, Bronchien und Speiseröhre liegen. Die Lungenbasis liegt auf dem Zwerchfell auf, einer gewölbten Muskelplatte, die Brustkorb und Bauchraum voneinander trennt.

Die Lunge (Pulmo) besteht aus Bindegewebe und elastischen Fasern, die es ihr gestatten, sich während des Einatmens auszudehnen und mit dem Ausatmen wieder zusammenzuziehen. Jeder Lungenflügel ist noch einmal durch Furchen in Lungenlappen unterteilt. Der linke Lungenflügel besteht aus zwei, der rechte aus drei Lungenlappen. Auch die Lungenlappen werden noch einmal in Segmente und diese wiederum in Lungenläppchen unterteilt. Die Lunge wiegt lediglich ein Kilogramm. Dieses geringe Gewicht verdankt sie ihrem besonderen Aufbau. Sie wird von einem Netzwerk luftgefüllter Gänge, dem Bronchialbaum, durchzogen. Daher rührt auch die schwammartige Konsistenz der Lunge.

Wo verzweigt sich die Luftröhre in die Bronchien?

Etwa in Höhe der Brustbeinmitte. Beide Hauptbronchien treten an einer Einkerbung, die als Lungenpforte oder Lungenhilus bezeichnet wird, zusammen mit den Blutgefäßen in die Lunge ein. Innerhalb der Lunge teilt sich jeder Hauptbronchus vielfach in Bronchien und Bronchiolen.

Der linke Hauptbronchus teilt sich in zwei, der rechte Hauptbronchus in drei Lappenbronchien, wobei jeder Lappenbronchus für einen bestimmten Lungenlappen zuständig ist. Die Lappenbronchien wiederum teilen sich in Segmentbronchien, die jeweils ein bestimmtes Segment innerhalb eines Lungenlappens versorgen. Diese Teilung setzt sich vielfach fort und führt zu noch kleineren Verästelungen, den Bronchiolen, die nur noch einen Durchmesser von etwa einem Millimeter haben. Die Verzweigungen am Ende der Bronchiolen werden als terminale Bronchiolen bezeichnet. Jeder Lungenflügel enthält etwa 30 000 dieser terminalen Bronchiolen, deren Durchmesser nur noch 0,5 Millimeter beträgt. Sie teilen sich nochmals in zwei oder drei so genannte Bronchioli respiratorii, die schließlich in den Lungenbläschen (Alveolen) enden. Die Lunge enthält mehr als 300 Millionen Lungenbläschen. Ausgefaltet würden sie eine Atemfläche von insgesamt 70 Quadratmetern ergeben.

Was ist die Besonderheit der Bronchiolen?

Je weiter sich die Bronchien verzweigen, desto weniger stützenden Knorpel enthalten sie. Der Anteil der glatten Muskulatur in den Wandungen der Bronchiolen ist jedoch vergleichsweise hoch. Ihr Durchmesser kann verändert werden, um der durchströmenden Luft größeren oder geringeren Widerstand entgegenzusetzen. Bronchiolen – und auch Alveolen – verfügen über Makrophagen oder Staubzellen, die eingeatmete Staubpartikel, Krankheitserreger und andere Fremdstoffe umfließen und unschädlich machen.

Wozu dient das Brustfell?

Es ermöglicht die uneingeschränkte Bewegung der Lunge. Jeder Lungenflügel ist von einer dünnen, doppelschichtigen Haut, dem Brustfell (Pleura), überzogen. Die äußere Membran, das Rippenfell, überzieht das Innere des Brustkorbs und das obere Ende des Zwerchfells. Die innere Membran, das Lungenfell, bedeckt die Lungen. Die beiden Schichten des Brustfells sondern in den dazwischenliegenden Pleuraspalt eine wässerige Flüssigkeit ab, die die mühe- und schmerzlose Bewegung der Lungen über die innere Brustkorbwand und das Zwerchfell bei der Atmung ermöglicht.

Woher bekommt die Lunge das Blut?

Aus dem Lungenkreislauf. Sauerstoffarmes Blut aus der rechten Herzkammer tritt über die Lungenarterien, die sich wiederholt verzweigen, in die Lunge ein. Die kleinsten Blutgefäße der Lunge, die Lungenkapillaren, umgeben die einzelne Alveole und nehmen Sauerstoff auf. Das sauerstoffreiche Blut fließt dann in allmählich größer werdenden Blutgefäßen von den Alveolen fort. Diese Blutgefäße münden in die Lungenvenen, die das Blut zum linken Herzen transportieren. Danach wird das Blut durch den ganzen Körper gepumpt und bringt auch Sauerstoff- und Nährstoffe zum Lungengewebe.

Was passiert beim Gasaustausch?

Hier wird der Leben spendende Sauerstoff gegen das nicht mehr benötigte Abfallprodukt Kohlendioxid ausgetauscht. Die winzigen, sackartigen Lungenbläschen bilden dabei die Oberfläche, auf der der Gasaustausch stattfinden kann.

Der Gasaustausch läuft im Körper auf zweifache Weise ab. In der Lunge sind es die Lungenbläschen, in denen Sauerstoff ins Blut gelangt und das Kohlendioxid aus dem Blut entfernt wird. In den Körperzellen findet der Gasaustausch in umgekehrter Richtung statt.

Wo befinden sich die Lungenbläschen?

Man findet sie am Ende der kleinsten Verzweigungen der Bronchien, die die Lunge durchdringen. Hier sitzen die Alveolensäckchen, die aus mehreren winzigen Lungenbläschen bestehen, die wie Trauben zusammenhängen. Die Blutkapillaren des Lungenkreislaufs umgeben jedes einzelne Lungenbläschen wie ein dichtes Spinnennetz. Sie führen das sauerstoffarme Blut zu und schicken es nach der Sauerstoffanreicherung wieder in Richtung Körper. Das Innere der Lungenbläschen ist mit einem dünnen Flüssigkeitsfilm bedeckt, der von speziellen Epithelzellen gebildet wird. Diese Flüssigkeit enthält Surfactant, eine oberflächenaktive Substanz, die verhindert, dass die Kraft der Oberflächenspannung innerhalb des Flüssigkeitsfilms auf die Wände der Lungenbläschen einwirkt und sie zum Zusammenfallen bringt.

Wo treffen sich Blut und Atemluft?

An einer hauchdünnen Membran. Der Abstand zwischen dem Inneren der Lungenbläschen und dem Inneren der sie umgebenden Blutkapillargefäße beträgt kaum 0,001 Millimeter. Die trennende Membran, die als Blut-Luft-Schranke bezeichnet wird, besteht aus der Alveolenwand und der Kapillarwand und ist jeweils nur eine Zelle dick.

Wie kommt der Sauerstoff ins Blut?

Die Aufnahme von Sauerstoff in das Blut und die Abgabe von Kohlendioxid an die Atemluft geschieht durch den Prozess der Diffusion. Da der Sauerstoff das Bestreben hat, das Konzentrationsgefälle zwischen Luft und Blut auszugleichen, geht er von dem Lungenbläschen, wo eine höhere Sauerstoffkonzentration besteht, über die Blut-Luft-Schranke in das sauerstoffarme Blut der Kapillaren über. Ein Konzentrationsausgleich kann jedoch nie stattfinden, da die Lungenbläschen durch die Atmung immer weiter mit neuem Sauerstoff versorgt werden und die Lungenkapillaren immer mehr sauerstoffarmes Blut zu den Lungenbläschen schicken. Der Prozess der Diffusion wird durch den Flüssigkeitsfilm im Innern der Lungenbläschen unterstützt. Bevor der Sauerstoff über die Blut-Luft-Schranke ins Blut gelangt, muss er in der Flüssigkeit gelöst werden.

Wie wird Sauerstoff im Körper transportiert?

Den Transport übernimmt zum größten Teil das Hämoglobin der roten Blutkörperchen. An Orten mit hoher Sauerstoffkonzentration lagert sich Sauerstoff an das Hämoglobin an. Jedes Hämoglobinmolekül kann vier Sauerstoffmoleküle aufnehmen und mit jedem angelagerten Sauerstoffmolekül steigt die Sauerstoffaffinität des Hämoglobins. Das sauerstoffreiche Blut mit dem sauerstoffgesättigten Hämoglobin wird von den Lungenvenen zunächst zur linken Herzkammer transportiert und danach von den Arterien und Blutkapillaren des Körperkreislaufs zu den Geweben gebracht. Der größte Teil des Kohlendioxids wird in gelöster Form im Blutplasma transportiert und diffundiert aus dem Blut, sobald die Kohlendioxidkonzentration in der Umgebung niedrig ist.

Wie verläuft der Gasaustausch in den Geweben?

Durch den ständigen Sauerstoffverbrauch der Zellen ist die Sauerstoffkonzentration in den Geweben gering. Dies führt dazu, dass das in den roten Blutkörperchen enthaltene Oxyhämoglobin, wie das sauerstoffbeladene Hämoglobin auch bezeichnet wird, seinen Sauerstoff abgibt. Er tritt durch die Blutkapillarwand hindurch und wandert in Richtung Gewebeflüssigkeit, von wo er in die Gewebezellen diffundiert und bei der Zellatmung verbraucht wird. 20 bis 25 Prozent des vom Hämoglobin transportierten Sauerstoffs werden abgegeben – bei körperlicher Belastung etwas mehr –, so dass auch das venöse Blut immer noch Sauerstoff enthält. Das Kohlendioxid diffundiert in die entgegengesetzte Richtung aus den Zellen in die Gewebeflüssigkeit und durch die Kapillarwand hindurch ins Blut. Es wird danach von den Venen des Körperkreislaufs zur rechten Herzkammer transportiert und von dort durch die Lungenarterien in die Lunge, wo das Kohlendioxid abgegeben wird.

Wo findet die Atmung tatsächlich statt?

Oberflächlich nehmen wir sie als Luftströme im Nasen- und Rachenraum wahr. Sie erfolgt jedoch im Innern des Brustraums, dessen Volumen sich ständig ändert. Die Atmung (Ventilation) ist ein Pumpprozess, bei dem frische Luft in die Lunge eingezogen und verbrauchte Luft wieder ausgestoßen wird. Durch die Atmung werden die Sauerstoffvorräte des Körpers ständig ergänzt und das überflüssige Kohlendioxid abtransportiert. Während des Gasaustauschs innerhalb der Lungenbläschen nimmt der Sauerstoffgehalt der Luft in der Lunge ab, der Kohlendioxidgehalt jedoch zu.

Der Atemmechanismus ist ein rhythmischer Prozess, der vom Augenblick unserer Geburt bis zum Tod unaufhörlich abläuft. Dabei bewegt sich die Lunge nicht aktiv, denn sie besitzt kein eigenes Muskelgewebe. Das Lungengewebe verfügt jedoch über genügend Elastizität, so dass es sich ausdehnen und wieder zusammenziehen kann.

Welche Funktion übernimmt das Brustfell?

Das Brustfell, das das Innere des Brustraums auskleidet und die beiden Lungenflügel überzieht, hilft, ein Vakuum zwischen Lungenflügeln, dem sie umgebenden knöchernen Brustkorb und dem Zwerchfell aufrechtzuerhalten. Dieser Unterdruck verhindert, dass die Lunge zusammenfällt. Sie folgt deshalb den Bewegungen der Rippen und des Zwerchfells. Auf dem Brustfell befindet sich ein flüssiger Film, auf dem die Lunge während der Atmung reibungslos über die Rippen gleitet.

Was machen Zwerchfell und Zwischenrippenmuskeln?

Sie verändern das Brustraumvolumen. Das Zwerchfell (Diaphragma) ist eine aus quer gestreifter Muskulatur bestehende Muskelplatte, die eine beherrschende Rolle beim Atemvorgang spielt. Die Veränderungen des Brustraumvolumens werden hauptsächlich durch das Zwerchfell und die Zwischenrippenmuskeln verursacht. Während der Kontraktion flacht sich das Zwerchfell ab, weitet den Brustraum und drückt die Bauchorgane nach unten. Bei der Entspannung hebt sich die Zwerchfellkuppel durch den Druck im Bauchraum wieder nach oben. Die inneren und äußeren Zwischenrippenmuskeln verbinden benachbarte Rippen miteinander. Die Kontraktion der äußeren Zwischenrippenmuskeln vergrößert das Brustraumvolumen, die Kontraktion der inneren verkleinert es.

Was passiert bei der Einatmung?

Bei der Einatmung, auch Inspiration genannt, kontrahiert das Zwerchfell und senkt sich nach unten ab. Die gleichzeitige Kontraktion der äußeren Zwischenrippenmuskeln hebt die Rippen an und drückt sie nach außen. Dabei wird das Brustbein nach vorne verlagert. Dadurch vergrößert sich das Brustraumvolumen und mit ihm das Lungenvolumen. Der Druck im Innern sinkt ab und Luft wird durch Nase und Mund eingesogen.

Wie verläuft die Ausatmung?

Die Ausatmung, die auch als Exspiration bezeichnet wird, ist bei ruhiger Atmung meist ein passiver Vorgang, da die natürliche Eigenelastizität des Lungengewebes dafür sorgt, dass sie sich nach der Ausdehnung wieder zusammenzieht. Bei Entspannung hebt sich die Zwerchfellkuppel durch den Druck der Bauchorgane wieder nach oben. Auch die äußeren Zwischenrippenmuskeln entspannen sich und senken den Brustkorb. Dies führt zur Abnahme des Brustraumvolumens und zur Komprimierung der Lungenbläschen. Der Druck in ihrem Innern erhöht sich und die Luft wird aus der Lunge durch Mund und Nase ausgestoßen.

Welche verschiedenen Atemtechniken gibt es?

Es werden zwei verschiedene Atemformen unterschieden: die Zwerchfell- und die Brustatmung. Bei normaler, ruhiger Atmung in entspannter Sitzposition bewegen sich die Rippen nur wenig und die Atmung kommt hauptsächlich durch die Tätigkeit des Zwerchfells zustande. Dabei werden etwa 500 Milliliter Luft eingeatmet. Diese Atmung wird als Zwerchfell- oder auch Bauchatmung bezeichnet, da der Bauch sich während der Atmung rhythmisch nach vorn wölbt.

Bei körperlicher Anstrengung ist die Einatmung tiefer, so dass mehr Luft in die Lungen gelangt, um dem vermehrten Sauerstoffbedarf des Körpers gerecht zu werden. Jetzt spielen die Zwischenrippenmuskeln eine wichtigere Rolle. Dies wird an der Bewegung des Brustkorbs und einer Gruppe von Atemhilfsmuskeln (z. B. bei dem am Nacken gelegenen Kopfwender) sichtbar, die die Ausdehnung des Brustkorbs nach oben unterstützen. Diese Atemweise wird als Brustatmung bezeichnet, bei der das aktive Anheben der Rippen deutlich sichtbar ist.

Können wir unsere Atmung steuern?

Nur geringfügig. Obwohl wir für kurze Zeit bewusst unsere Atemfrequenz ändern und den Atem sogar anhalten können, behält das Atemzentrum dennoch die Gesamtkontrolle.

Das Atemzentrum im verlängerten Mark des Hirnstamms steuert und modifiziert die Atemfrequenz. Im Ruhezustand atmet ein Erwachsener 12- bis 18-mal pro Minute ein und aus. Diese Frequenz genügt, um den Sauerstoffbedarf des Körpers zu decken. Während körperlicher Anstrengung – z. B. beim Sport – kann sich diese Frequenz jedoch mehr als verdoppeln. Dabei erhöht sich auch das Atemvolumen. Der Anstieg von Atemfrequenz und Atemvolumen erhöht die Sauerstoffmenge, die durch den Gasaustausch ins Blut gelangt. Dadurch kann die Skelettmuskulatur mit den großen Sauerstoffmengen versorgt werden, die sie zur Freisetzung der für die Bewegung benötigten Energie braucht. Auch das vermehrt entstehende Abfallprodukt Kohlendioxid wird dadurch leichter entfernt. Die Atemfrequenz erhöht sich auch in Angst- und Stresssituationen und bereitet so den Körper auf eine entsprechende Reaktion vor.

Wie arbeitet das Atemzentrum?

Das Atemzentrum im Hirnstamm passt Atemfrequenz und Atemvolumen an die Informationen an, die es über den Zustand der Homöostase im Körper empfängt. So werden die Sauerstoff- und Kohlendioxidkonzentration auf der erforderlichen Höhe erhalten. Chemorezeptoren entdecken jede Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration im Blut und geben ihre Information ans Atemzentrum weiter. Außerdem erhält das Atemzentrum Informationen von den Dehnungsrezeptoren in den Muskeln, die die erhöhte Bewegungsaktivität wahrnehmen. In regelmäßiger Abfolge sendet das Atemzentrum Nervenimpulse an das Zwerchfell und die Zwischenrippenmuskeln und veranlasst sie zur Kontraktion.

Wie lange dauert ein Atemzug?

Im Ruhezustand dauert ein Impuls zum Einatmen etwa zwei Sekunden, die Ausatmungsphase etwa drei Sekunden. Bei körperlicher Aktivität verkürzen sich beide Phasen.

Was kann den Atemzug stören?

Er lässt sich z. B. durch Gähnen oder Husten aus dem Rhythmus bringen.

Beim Gähnen atmen wir mit weit geöffnetem Mund tief ein. Die Einatmungsphase ist also deutlich verlängert. Gähnen ist ein Reflex und kann durch eine erhöhte Kohlendioxidkonzentration im Blut ausgelöst werden. Es dient dazu, die Lunge schneller von verbrauchter Luft zu befreien.

Husten erfolgt meist als Atemschutzreflex, der die tieferen Atemwege von Schleim, Staub, schädlichen Dämpfen oder Fremdkörpern befreien soll. Ein Fremdkörper im Kehlkopf oder in den Atemwegen führt zu einem ungewöhnlich tiefen Atemzug. Die Stimmritze schließt sich, es kommt zu einer starken Muskelanspannung der Brustmuskeln und der Luftdruck in den Atemwegen steigt. Plötzlich öffnet sich die Stimmritze durch einen kräftigen Ausatmungsstoß und mit der Luft wird auch das reizauslösende Objekt in die Mundhöhle ausgestoßen.

Wann kommt es zum Schluckauf?

Ein Schluckauf tritt meist als Folge einer Zwerchfellreizung auf. Durch krampfartige Kontraktionen kommt es zu stoßartigem, unwillkürlichem Einatmen mit nachfolgendem, hörbarem Schluss der Stimmritze, dem für den Schluckauf charakteristischen Geräusch. Die Maßnahmen gegen diese oft quälende Störung des Atemrhythmus sind sehr individuell und reichen von »Luft anhalten« bis hin zum Kopfstand.

Wie passt sich der Atem in großer Höhe an?

In Höhen ab 2500 Metern sind Dichte und Sauerstoffgehalt der Luft bedeutend geringer als auf Meereshöhe. Bei Menschen, die in großen Höhen, z. B. in den Anden, leben, gleicht sich der Körper an die veränderten atmosphärischen Verhältnisse an. Es handelt sich im Wesentlichen um zwei Veränderungen.

Zum einen macht die geringere Sauerstoffkonzentration der Luft die Chemorezeptoren in den Blutgefäßen empfindlicher. Dies veranlasst das Atemzentrum im verlängerten Mark zur Erhöhung der Atemfrequenz, so dass die Homöostase aufrechterhalten wird und dem Körper ausreichend Sauerstoff zugeführt wird. Bei einem in großer Höhe lebenden Menschen beträgt die in einer Minute ein- und ausgeatmete Luftmenge acht bis neun Liter gegenüber sechs Liter auf Meereshöhe.

Zum anderen stimuliert die niedrigere Sauerstoffkonzentration im Blut die Nieren zur Ausschüttung des Hormons Erythropoetin, das die Bildung der roten Blutkörperchen im Knochenmark anregt. Durch die Erhöhung der Anzahl roter Blutkörperchen kann das Blut mehr Sauerstoff transportieren.

Kann sich unsere Lunge unterschiedlich stark füllen?

Ja. Das Volumen der ein- und ausgeatmeten Luft variiert, da es sich an den wechselnden Sauerstoffbedarf im Alltag anpasst und auch von Alter, Geschlecht und Gesundheitszustand sowie der Fitness und der momentanen Aktivität abhängig ist.

Die Lungenfüllungen durch Ein- und Ausatmung müssen ausgeglichen sein, um zu gewährleisten, dass für den Gasaustausch genügend Luft in der Lunge verbleibt und damit die richtige Menge an Sauerstoff zugeführt und Kohlendioxid abgeführt wird.

Befindet sich nach der Ausatmung noch Luft in der Lunge?

Ja. Während des Atmens werden die Lungen nie vollständig entleert. Sie dehnen sich auch nicht auf ihre Maximalkapazität aus. Eine vollständig entleerte Lunge könnte sich hinterher nicht mehr richtig entfalten – dies ist z. B. der Fall bei einer kollabierten Lunge. Würde die Lunge sich vollständig entleeren, wäre auch der Gasaustausch zwischen zwei Atemzügen unterbrochen. Unsere Lunge ist also nie mit absolut »frischer« Luft gefüllt. Die nach der Ausatmung in der Lunge verbleibende Luft hat einen niedrigeren Sauerstoff- und einen höheren Kohlendioxidgehalt als die uns umgebende Luft. Durch das Einatmen wird die in der Lunge zurückgebliebene Luft durch Zufuhr von Sauerstoff und Abfuhr von Kohlendioxid aufgefrischt.

Wie viel Luft strömt normalerweise durch die Lunge?

Bei einem gesunden Organismus beträgt die Luftmenge, die bei normaler, ruhiger Atmung ein- und ausgeatmet wird, etwa 500 Milliliter, was nahezu dem Volumen eines Fußballs entspricht. Diese Messgröße nennt man das Atemzugvolumen (AZV). Das inspiratorische Reservevolumen (IRV) ist dagegen die Luftmenge, die nach der normalen Einatmung unter Anstrengung zusätzlich eingeatmet werden kann. Sie beträgt etwa 3,1 Liter beim Mann und 2,3 Liter bei der Frau. Die Summe dieser beiden Volumina ergibt die inspiratorische Kapazität (IK). Dieser Wert liegt dementsprechend bei durchschnittlich 3,6 Liter für den Mann und 2,8 Liter bei der Frau.

Können wir nach dem Ausatmen weitere Luft ausstoßen?

Ja. Die Luftmenge, die nach der normalen Ausatmung unter Anstrengung zusätzlich ausgeatmet werden kann, wird exspiratorisches Reservevolumen (ERV) genannt. Es beträgt bis zu 1,2 Liter beim Mann und 0,7 Liter bei der Frau. Das Residualvolumen (RV) ist die Luftmenge, die nach maximaler Exspiration in der Lunge verbleibt, nämlich 1,2 Liter beim Mann und 0,7 Liter bei der Frau. Das Residualvolumen ist äußerst wichtig, da es als Reservoir zwischen den Atemzügen dient, einen ununterbrochenen Gasaustausch sicherstellt und den Kollaps der empfindlichen Lungenbläschen verhindert. Mithilfe dieser Messungen lässt sich auch die maximale Luftmenge, die ein- und ausgeatmet werden kann, ermitteln. Dieser Höchstwert wird als Vitalkapazität (VK) bezeichnet und ist die Summe von AZV + IRV + ERV. Die Vitalkapazität eines Gesunden beträgt beim Mann und bei der Frau durchschnittlich 4,8 bzw. 3,5 Liter.

Wie viel Luft passt maximal in die Lunge?

Die Totalkapazität einer Lunge (TK) ist das maximal mögliche Luftvolumen, das eine Lunge aufnehmen kann. Diese wird berechnet durch die Addition von IRV + AZV + ERV + RV = TK. Die Totalkapazität beträgt beim Mann und bei der Frau durchschnittlich 6,0 bzw. 4,2 Liter.

Welche Bedeutung hat die Messung der Lungenkapazitäten?

Sie dient Ärzten und Therapeuten zur Beurteilung der Lungenfunktion. Dies wird gewöhnlich dann notwendig, wenn jemand Atemschwierigkeiten hat oder einen Asthmaanfall erleidet. Der in der Arztpraxis am häufigsten durchgeführte Test ist die Messung des maximalen Ausatmungsstroms bei verstärkter Atmung, auch Peak-Flow-Test genannt. Dabei bläst der Patient stark in ein spezielles Messgerät, das diesen Höchstwert misst und anzeigt.

Ein weiterer, häufig durchgeführter Test ist der Atemstoßtest oder die Sekundenkapazität. Dies ist das nach tiefer Einatmung und schneller Ausatmung in der folgenden ersten Sekunde ausgestoßene Luftvolumen. Bei gesunden Lungen werden dabei etwa 80 Prozent der eingeatmeten Luft ausgestoßen. Aufgrund des Ergebnisses kann der Arzt oder Therapeut beurteilen, welche medikamentöse Behandlung oder andere Atemunterstützung der Patient benötigt. Das Ergebnis gibt außerdem Hinweise auf die allgemeine Fitness und Ausdauer des Untersuchten.

Was haben Atmung und Stimme miteinander zu tun?

Das Atemsystem ist auch an der Bildung der Stimme beteiligt. Die Grundlaute unserer Sprache werden durch die kontrollierte Ausatmung von Luft aus der Lunge und ihre Leitung durch die Stimmbänder im Kehlkopf erzeugt. Sie werden dann mithilfe des Mundes modifiziert und verstärkt. Der gesamte Vorgang wird von verschiedenen Stellen auf der Hirnrinde gesteuert.

Die Stimme und die Bildung von Lauten gehören zu den wichtigsten Formen menschlicher Kommunikation. Die Fähigkeit, durch Sprache zu kommunizieren, unterscheidet den Menschen von allen anderen Lebewesen. Alle Strukturen des Atemsystems – von Mund und Nase bis zu den Lungenbläschen – wirken daran mit, Töne verschiedenster Lautstärke und Tonhöhen zu produzieren und diese Töne so zu verstärken oder zu verändern, dass eine verständliche Sprache daraus entsteht.

Wie entstehen Töne?

Durch die Vibration der Stimmbänder während der Ausatmung. Die zwei Faltenpaare aus faserigem Gewebe, die oberen und unteren Stimmbänder (Ligamenti vocali), erstrecken sich im Kehlkopf von vorn nach hinten. Das obere Faltenpaar, die Taschenfalten oder »falschen« Stimmbänder, schließt sich beim Schlucken, damit keine Nahrungsbrocken in den Kehlkopf gelangen können. Das untere Faltenpaar, die »echten« Stimmbänder oder Stimmlippen, ist für die Stimmerzeugung zuständig. Zwischen den Stimmbändern liegt die Stimmritze. Während des normalen Atemvorgangs bleibt die Stimmritze weit offen, damit die Luft ungehindert in die Lunge gelangen kann. Zur Bildung von Tönen oder Lauten kontrahieren die am Stellknorpel ansetzenden Kehlkopfmuskeln und verändern auf diese Weise die Spannung der Stimmbänder. Dadurch verringert sich der Abstand zwischen den Stimmbändern und die Stimmritze verengt oder schließt sich.

Töne entstehen während der Ausatmung. Strömt die Luft durch den Kehlkopf nach außen, ziehen sich die Stimmbänder enger zusammen. Die vorbeiströmende Luft versetzt die Stimmbänder in Schwingungen. Dies erzeugt weitere Vibrationen, nämlich Schallwellen, in Rachen, Nase und Mundhöhle. Die entstehenden Töne können vom Verursacher und von Umstehenden wahrgenommen werden.

Warum haben Männer eine tiefere Stimme?

Beim Mann sind die Stimmbänder länger und dicker als bei der Frau, sie schwingen langsamer und bewirken deshalb eine tiefere Stimme.

Die Tonhöhe hängt von der Schwingungszahl der Stimmbänder ab. Hohe Töne entstehen durch stark gespannte Stimmbänder und eine enge Stimmritze. Durch die nachlassende Spannung der Stimmbänder und Erweiterung der Stimmritze werden die Töne tiefer. Die von den Stimmbändern produzierten Töne sind jedoch immer eine Kombination verschiedener Tonhöhen. Frauen- und Kinderstimmen sind insgesamt höher als Männerstimmen.

Wovon ist die Lautstärke eines Tons abhängig?

Sie hängt von der Stärke des Luftstroms ab, der durch die Stimmbänder strömt. Beim Schreien wird Luft durch die Stimmbänder gepresst und verursacht starke Vibrationen und laute Töne. Beim Flüstern ist die Vibration der Stimmbänder kaum wahrnehmbar, da die Stärke des Luftstroms so gering ist. Der in den Stimmbändern entstehende Grundton wird durch den Resonanzraum in der Mund-, Nasen- und Rachenhöhle sowie in den Nasennebenhöhlen verstärkt. Auf diese Weise entstehen – wie bei einer großen Orgel – verschiedene, charakteristische Klangbilder.

Wie wird aus Tönen die Sprache geformt?

Die von den Stimmbändern produzierten Töne werden durch die koordinierte Tätigkeit verschiedener, für die Lautbildung verantwortlicher Organe modifiziert und verstärkt. Dadurch entsteht Sprache. Unterschiedliche Selbstlaute (Vokale) und Mitlaute (Konsonanten) entstehen durch die Veränderung der Form der Mundhöhle und durch die Verengung oder Erweiterung des Racheneingangs. Auch den Lippen und der Zunge kommt eine wichtige Rolle bei der Lautbildung zu.

Wodurch wird die Stimmbildung gesteuert?

Die Stimm- und Lautbildung erfordert zeitlich genau abgestimmte Kontraktionen der verschiedensten Muskeln, einschließlich der Atemmuskeln, der Kehlkopfmuskeln sowie der Zungen-, Lippen- und Gesichtsmuskeln. Die Sprachsteuerung erfolgt aus mindestens fünf Feldern auf der Hirnrinde. Das Broca-Sprachzentrum, das sich in der Regel auf der linken Hirnhälfte befindet, steuert die Muskeln des Gesichts, der Zunge, des Rachens und des Kiefers und schickt über das motorische Rindenfeld Impulse mit Anweisungen an diese Muskeln aus. Das Broca-Sprachzentrum erhält zusätzliche Informationen aus dem Wernicke-Zentrum, das ebenfalls meist auf der linken Hirnhälfte liegt.

Was macht den Tabakrauch so schädlich?

Tabakrauch enthält etwa 200 bekannte giftige Substanzen. Das Sucht erzeugende Nikotin wirkt als Stimulans und regt die Freisetzung von Adrenalin an, was auf die Dauer zu hohem Blutdruck führt. Die Teerstoffe im Tabakrauch verursachen eine chronische Reizung der Atemwege. Sie gelten als die Hauptverursacher des Lungenkrebses. Kohlenmonoxid, ein weiterer Bestandteil des Tabakrauchs, behindert die Sauerstoffzufuhr zu den Körpergeweben. Die im Rauch enthaltenen chemischen Reizstoffe beschleunigen die Verhärtung der Arterien in Herz und Beinen. Rauchen schädigt die Wände der Lungenbläschen und das Flimmerepithel der Luftröhren- und Bronchialschleimhaut, das Schleim, Bakterien und andere Fremdpartikel aus dem Körper entfernen soll.

Welche Krankheiten verursacht das Rauchen?

Da die Schadstoffe auf direktem Weg mit der Atemluft in die Lunge geraten, verursacht Rauchen vor allem Lungenerkrankungen wie chronische Bronchitis, Lungenemphysem und Lungenkrebs. Aber auch andere Organsysteme sind betroffen. In Europa werden über eine halbe Million Todesfälle pro Jahr den Folgen des Rauchens zugeschrieben. Rauchen verursacht neben Atemwegserkrankungen insbesondere Herz-Kreislauf-Erkrankungen, u. a. Erkrankungen der Herzkranzgefäße, und erhöht das individuelle Krebsrisiko um ein Vielfaches. Dies betrifft alle Krebsarten, ganz besonders jedoch Mund-, Rachen-, Kehlkopf- und Lungenkrebs, Speiseröhrenkrebs sowie Blasen- und Bauchspeicheldrüsenkrebs. Zudem erhöhen geschädigte Arterien das Risiko eines Schlaganfalls oder Herzinfarkts.

Wie äußert sich eine chronische Bronchitis?

Durch eine Überproduktion von Schleim infolge entzündeter Bronchien und Bronchiolen. Dabei verdicken sich deren Wandungen und der Schleim kann durch die verengten Luftwege nicht mehr abfließen. Veränderungen der Schleimhaut und der Konsistenz des Schleims machen die Luftwege zusätzlich anfällig für Infektionen, die die Lunge noch weiter schädigen. Bei der chronischen Bronchitis werden gerade in der kalten Jahreszeit täglich große Schleimmengen abgehustet. Der immer wiederkehrende Husten geht mit Kurzatmigkeit und pfeifendem Atem einher.

Was ist ein Lungenemphysem?

Nicht nur Rauchen, sondern auch starke Luftverschmutzung verursacht diese auch Lungenblähung genannte Erkrankung. Zunächst führt sie zur Vergrößerung der Lungenbläschen und dann zur allmählichen Zerstörung ihrer Wände. Schließlich platzen die Bläschen. Übrig bleibt eine geringere Anzahl größerer Alveolensäckchen. Dadurch verkleinert sich aber insgesamt die Oberfläche für den Gasaustausch in der Lunge, so dass auch die Atmungseffektivität sinkt. Sind die Lungenbläschen erst einmal zerstört, ist die Lungenschädigung nicht mehr zu beheben. Ein Lungenemphysem führt zu Kurzatmigkeit.

Ist Lungenkrebs heilbar?

Trotz weit reichender Therapien ist die Überlebensrate bei Lungenkrebs extrem niedrig. Lungenkrebs ist die häufigste Krebsart. Die Experten sehen das Rauchen als Hauptursache für die Erkrankung an. Bei Lungenkrebs entwickelt sich in der Lunge ein bösartiger Tumor, der ihre Funktionsfähigkeit stark beeinträchtigt. Lungenkrebs äußert sich durch hartnäckigen Husten (bei 80 Prozent der Erkrankten), Bluthusten, Kurzatmigkeit, Schmerzen in der Brust und pfeifenden Atem. Die bösartigen Tumoren können auch auf das die Lunge umgebende Gewebe übergreifen und zu einer Lungenentzündung, einer Flüssigkeitsansammlung zwischen Rippen- und Lungenfell und zu einem Lungenkollaps führen. Häufig kommt es zur Ausbreitung von Sekundärtumoren in anderen Körperbereichen, hauptsächlich in Leber, Gehirn und Knochen.

Wie können Sie Ihre Atemorgane schützen?

Durch eine gesunde Lebensführung und weitere Maßnahmen kann einem Großteil der Atemwegsschädigungen und -erkrankungen vorgebeugt werden:

• Gewöhnen Sie sich das Rauchen ab.
• Eine gesunde Ernährung, regelmäßige körperliche Bewegung und eine möglichst stressarme Lebensgestaltung stärken die Abwehrkräfte.
• Um Erkältungskrankheiten und Folgeerkrankungen wie die Bronchitis zu vermeiden, achten Sie auf eine Vitamin-C-reiche Kost und warme, trockene Füße.
• Allergiker, die an Asthma leiden, sollten ihre Medikamente regelmäßig einnehmen und bekannte Allergene so weit wie möglich meiden.