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Die Lunge - unser zentrales Atemorgan
Lunge & Atemwege
Die Nasenhöhle
Bei normaler Atmung saugen wir Luft durch die Nase an. Hier wird sie zuerst durch die Nasenhaare grob gefiltert. Feinere Staubteile und Bakterien bleiben an den feuchten Schleimhäuten der beiden Nasenhöhlen hängen. Wenn wir die Nase putzen, wird der abgefilterte Staub zusammen mit dem Schleim der Nasenschleimhäute entfernt. Ohne die Reinigung der Atemluft kämen zu viel Staub und Emissionen in unseren Atemapparat.
Luft wird erwärmt und befeuchtet
Die linke und die rechte Nasenhöhle, welche durch eine Scheidewand getrennt sind, enthalten je drei übereinanderliegende Muscheln. An dieser grossen und gut durchbluteten Oberfläche erwärmt sich die eingeatmete Luft wie an einer Zentralheizung. Zudem wird sie durch die Schleimhäute, die ständig Wasser abgeben, befeuchtet. In der obersten Muschel sitzt der Geruchssinn, der die eingeatmete Luft prüft. Atmen wir durch den Mund, gehen alle diese Vorteile verloren.
Der Kehlkopf
Der Kehlkopf ist der Eingang zur Luftröhre. Er hat zwei wichtige Aufgaben: Zum einen ist er wesentlich daran beteiligt, dass wir sprechen und singen können. Zum anderen verschliesst der Kehldeckel, der sich am oberen Teil des Kehlkopfes befindet, beim Schlucken den Eingang zur Luftröhre
Die Luftröhre
Die Luftröhre ist der Gang, welcher vom Kehlkopf zu den Bronchien führt. Sie ist durchschnittlich zehn bis zwölf Zentimeter lang. Knorpelspangen geben der Luftröhre die nötige Stabilität. Bei einer Länge von zwölf Zentimetern wird sie von ungefähr zwanzig hufeisenförmigen Knorpelspangen offengehalten. Die Luftröhre ist von der Nase bis in die Bronchien mit einer feinen Schleimhaut ausgekleidet.
Die Schleimhaut
Die Schleimhaut in den Atemwegen ist überzogen mit dem sogenannten Flimmerepithel. Dieses kann man sich vorstellen wie einen Teppich, der mit Millionen von feinen Härchen, den Flimmerhärchen, besetzt ist. Zudem befinden sich dort sogenannte Becherzellen. Diese produzieren Schleim, der sich wie ein Film über die Flimmerhärchen der Atemwege legt.
Schadstoffe bleiben haften
Eingeatmete Staubpartikel, Pollen oder Bakterien bleiben auf dem Schutzfilm haften. Auch schädliche Gase aus der Umwelt wie zum Beispiel Ozon werden im Schleim gelöst und damit teilweise neutralisiert. Die Flimmerhärchen schlagen ständig in Richtung Rachen, vergleichbar mit einem Kornfeld im Wind. So befördern sie den Schleim mit den darin gelösten Feinpartikeln kontinuierlich in Richtung Kehlkopf und Rachen, von wo aus er geschluckt oder ausgehustet wird.
Die Lungenflügel
Links und rechts in der Brusthöhle befinden sich gut geschützt die beiden Lungenflügel. Sie werden durch das Herz und die Organe des Mittelfellraumes voneinander getrennt. Die Lungen sind weiche, schwammige, dehnungsfähige Gebilde und haben die Form eines Kegels.
Lungenflügel sind unterschiedlich
Die Aussenseite der Lungenflügel trifft auf die Brustwand, die Innenseite auf das Mittelfell, die Basis ruht auf dem Zwerchfell und der Scheitel liegt in Höhe der ersten Rippe. Einschnitte unterteilen die Lungenflügel in Lungenlappen. Der linke Lungenflügel ist durch einen, der rechte Lungenflügel durch zwei tiefe Einschnitte unterteilt.
Die Lungenflügel sind etwa 26 Zentimeter hoch und haben einen Durchmesser von 15 Zentimetern. Ihr Volumen beträgt etwa 1600 Kubikzentimeter, wobei der rechte Lungenflügel grösser ist als der linke.
Lungen- und Rippenfell
Jeder Lungenflügel ist nach aussen durch einen doppelwandigen Sack luftdicht abgeschlossen. Das Lungenfell umgibt die Lungenflügel und das Rippenfell kleidet die Innenwand des Brustkorbes aus. Lungen- und Rippenfell zusammen werden als Brustfell, bzw. auch als Brustfellbeutel (Pleura) bezeichnet.
Unterdruck hilft bei Entfaltung der Lunge
Zwischen dem inneren Lungenfell und dem äusseren Rippenfell liegt der Pleuraspalt. Dies ist ein spaltförmiger luftleerer Raum, der eine wässerige Flüssigkeit enthält. Durch den Unterdruck (Vakuum) wird die Entfaltung der Lungen sichergestellt. So können sich diese beiden Häute wie zwei nasse Glasplatten gegeneinander verschieben, ohne sich voneinander zu entfernen. Dies erleichtert bei der Atmung das fast reibungslose Gleiten der Lungenflügel über die Wände der Brusthöhle.
Die Bronchien
Die Luftröhre teilt sich in zwei Äste, die beiden Stammbronchien, von denen beide in einen Lungenflügel führen. Insgesamt teilt sich eine Bronchie ab der Luftröhre 22-mal. Die Bronchien werden – ähnlich wie die Äste eines Baumes – nach jeder Teilung dünner, bis sie nur noch so dick sind wie ein Haar.
Die Bronchiolen
In der Lunge verzweigen sich die Bronchien in ein immer feiner werdendes Röhrensystem. Diese feineren Bronchien nennt man Bronchiolen. Sie enden in den Lungenbläschen. Bronchiolen haben nur noch etwa einen Millimeter Durchmesser. Im Gegensatz zur Luftröhre und zu den Bronchien werden sie nicht durch Knorpel verstärkt und bestehen nur noch aus Muskelfasern.
Die Lungenbläschen
Die Atemwege in der Lunge gleichen einem Baum. Der Stamm, die Luftröhre verzweigt sich in die Äste, die Bronchien. Die feineren Zweige entsprechen den Bronchiolen. An denen wiederum hängen die blattartigen Fortsetzungen, die Lungenbläschen oder Alveolen. Beide Lungenflügel zusammen enthalten ungefähr 300 Millionen solcher Bläschen von ca. 0.2 Millimetern Durchmesser. Die gesamte Oberfläche der Luftbläschen beträgt etwa 100 Quadratmeter; dies ist gut 50-mal so viel wie die gesamte Hautoberfläche.
Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid
Die Lungenbläschen sind von einem Netz von feinen Blutgefässen umgeben, dem Kapillarnetz. Durch ihre äusserst zarte Haut gelangt der Sauerstoff aus der Atemluft ins Blut und in umgekehrter Richtung das Kohlendioxid vom Blut in die Luft der Lungenbläschen. Dieser Vorgang heisst Gasaustausch.
Die Atmung
Einatmen
Das Zwerchfell, der Hauptatemmuskel, liegt wie ein Etagenboden zwischen dem Brustkorb und dem Bauchraum. Im Ruhezustand ist es nach oben gewölbt wie eine Kuppel. Bei der Einatmung zieht sich das Zwerchfell zusammen. Dadurch verkürzt es sich, wird flach und tritt tiefer. So entsteht im Brustkorb ein Unterdruck. Durch diesen wird die Luft von aussen via Nase und die übrigen Atemwege einsaugt.
Ausatmen
Die Ausatmung in Ruhe verläuft rein passiv. Das Zwerchfell entspannt sich. Dadurch können sich die elastischen Fasern in der Lunge, die wie Gummibänder aufgespannt sind, zusammenziehen. In der Folge wird die Lunge kleiner, die Luft wird hinausgepresst und das Zwerchfell steigt passiv nach oben.
Nur bei forcierter Atmung, zum Beispiel bei Anstrengung, kommen auch Muskeln zwischen den Rippen zum Einsatz.
Der Gasaustausch
Beim Einatmen gelangt der Sauerstoff (O2) aus der Atemluft bis zu den Lungenbläschen, die von unzähligen feinen Blutgefässen, den Kapillaren, umgeben sind. Dort findet der Gasaustausch statt: Das sauerstoffarme Blut nimmt O2 auf, gleichzeitig gibt es Kohlendioxid (CO2) ab, welches wir ausatmen. Das Blut transportiert den Sauerstoff bis zu den Zellen. Unter Sauerstoffeinwirkung verbrennen diese die aus der Nahrung gewonnene Glukose. Dabei entstehen CO2 und Wasser.
Zahlen zur Lungenfunktion
Die Tiefe und Zahl der Atemzüge pro Minute richtet sich nach dem jeweiligen Sauerstoffbedarf des Körpers. Anstrengende Tätigkeiten erfordern eine grössere Menge Sauerstoff, denn die Muskelzellen können ohne Zufuhr von frischem Sauerstoff nicht arbeiten. Die benötigte Luftmenge kann daher stark variieren. So benötigen wir zum Beispiel lediglich etwa. 4.7 Liter Luft pro Minute, wenn wir schlafen. Aber wir brauchen etwa 12-mal mehr Luft beim schnellen Laufen, nämlich etwa 60 Liter Luft pro Minute.
Benötigte Luftmenge pro Stunde in Liter
Schlafen
280
Liegen
400
Stehen
450
Gehen
1000
Radfahren
1400
Schwimmen
2600
Bergsteigen
3100
Rudern
3600
Atemrhythmus
|Neugeborenes
|40 Atemzüge pro Minute
|15- bis 20-Jährige
|20 Atemzüge pro Minute
|30-Jährige
|16 Atemzüge pro Minute