Atmung

Atmung bezeichnet den biologischen Prozess, durch den Sauerstoff aus der Umgebung aufgenommen und Kohlendioxid aus dem Körper abgegeben wird. Sie umfasst zwei Hauptkomponenten: die Belüftung der Lungen (Ventilation) und den Gasaustausch in den Lungenbläschen (alveoläre Diffusion). Die Atmung liefert O2 für die Zellatmung, den Stoffwechselweg, der in den Zellen Energie gewinnt, und entsorgt CO2 als Abfallprodukt.

Der Aufbau des Atmungssystems umfasst die oberen Atemwege (Nase, Nasenrachen), den Rachen, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien und Bronchiolen sowie die Lunge mit den Alveolen. Die Atmung wird durch die Atemmuskulatur ermöglicht, insbesondere das Zwerchfell und die Zwischenrippenmuskeln. Durch Kontraktion des Zwerchfells vergrößert sich der Brustraum; Luft strömt in die Lunge (Inspiration). Entspannt sich die Muskulatur, zieht sich die Lunge zusammen und Luft wird ausgeatmet (Exspiration). Bei körperlicher Belastung kann die Atmung stärker und schneller erfolgen.

Gasaustausch: In den Alveolen diffundiert Sauerstoff durch die dünne Alveolarwand in die Kapillaren, Kohlendioxid diffundiert in die Gegenrichtung. Sauerstoff wird im Blut an Hämoglobin gebunden und zu den Geweben transportiert; Kohlendioxid wird überwiegend als Bicarbonat transportiert und in der Lunge wieder abgegeben.

Regulation: Das Atemzentrum im Gehirn sowie Chemorezeptoren überwachen CO2-, O2- und pH-Werte und passen Frequenz und Tiefe der Atmung entsprechend an.

Bedeutung und Störungen: Atmung ist lebensnotwendig; Erkrankungen wie Asthma, COPD oder Pneumonie beeinträchtigen die Atmungsfunktion und den Gasaustausch. Evolutionär unterscheiden sich Atmungsorgane zwischen Arten, bleiben aber zentral der Sauerstoffversorgung der Zellen dienlich.