Atemwege & Lunge: Basis-Info

Es wird im Allgemeinen zwischen „innerer“ und „äußerer“ Atmung unterschieden. Bei der „inneren“ Atmung findet ein chemischer Prozess statt – die Zellatmung. Dabei werden organische Verbindungen unter Einwirkung von Sauerstoff verändert (oxidiert), damit die Zellen Energie gewinnen können. Als „äußere Atmung“ wird der Gasaustausch zwischen Lunge und Blut bezeichnet: Sauerstoff gelangt in den Körper, während Kohlendioxid abtransportiert wird. Die eingeatmete Luft dringt über vielfach verzweigte und immer kleiner werdende Atemwege (Bronchien) bis in die Lungenbläschen (Alveolen) vor, wo in der Folge der Gasaustausch stattfindet. Die Atemmuskulatur ermöglicht durch ihre Pumpwirkung das Ein- und Ausatmen. Während wir in Ruhe ca. fünf Liter Luft pro Minute ein- und wieder ausatmen, erhöht sich diese Menge bei körperlicher Anstrengung auf das Zwanzigfache.

Das Gehirn steuert die unwillkürliche Atemtätigkeit: Im verlängerten Rückenmark und im Halsrückenmark befindet sich das Atemzentrum. Vom Hals- und Brustrückenmark verlaufen dann Nervenfasern weiter zu den Atemmuskeln und aktivieren diese.
Das Atemzentrum empfängt laufend Rückmeldungen von körpereigenen Messstationen (z.B. in Schlagadern, in der Lunge und im Brustkorb) über den aktuellen Stand der Atmung. Die Sauerstoffsättigung des Bluts, der Anteil an Kohlendioxid sowie der pH-Wert in Blut und Liquor (Flüssigkeit im Zentralnervensystem) sind die wichtige Daten für den Rhythmusgenerator.

Bis der Sauerstoff in die Lungen gelangt, muss die Luft zuerst die Atemwege passieren. Diese erfüllen eine Reihe von wichtigen Aufgaben bei der Atmung. Zu den Atemwegen gehören:

• Nase
  
• Mund
  
• Nasen-Rachen-Raum
  
• Kehlkopf
  
• Luftröhre
  
• Bronchien und Bronchiolen

Nase, Mund, Nasen-Rachen-Raum und Kehlkopf zählen zu den oberen Atemwegen – Luftröhre, Bronchien und Bronchiolen zu den unteren Atemwegen. Die Luft wird in den Atemwegen beim Einatmen erwärmt bzw. gekühlt, sodass im Nasen-Rachen-Raum eine konstante Temperatur herrscht. Außerdem werden kleine Partikel (Ruß, Staub, Pollen etc.) sowie Krankheitserreger (z.B. Bakterien, Pilzsporen oder Viren) „gefiltert“ bzw. fallen einem selbstreinigenden Prozess zum Opfer. Die Schleimhaut des Atemtrakts ist im Normalfall gut befeuchtet. Mikroskopisch kleine Flimmerhärchen (Zilien) transportieren in regelmäßigen Wellenbewegungen unerwünschte Stoffe in Richtung Nase und Mund. Durch Räuspern oder Husten wird das Sekret aus dem Körper entfernt bzw. verschluckt. Bei Beschädigung oder Zerstörung der Flimmerhärchen (z.B. durch Rauchen oder bei COPD) kommt es zu Hustenreiz und einer verminderten Selbstreinigung der Atemwege.

Die Lungen (lateinisch Pulmo genannt), befinden sich im Brustkorb oberhalb des Zwerchfells. Der zwischen den beiden Lungen gelegene Raum heißt Mediastinum: Im Mediastinum finden Herz, große Blutgefäße, Thymus, Speiseröhre und Lymphknoten Platz. Die Bezeichnung „eine Lunge mit zwei Lungenflügeln“ ist weitverbreitet. Im anatomischen Fachjargon werden jedoch zwei Lungen unterschieden: die rechte und die linke Lunge. Diese unterscheiden sich etwas in Form und Größe, da das Herz den Platz für die linke Lunge verringert. Allerdings kann sich die linke Lunge stärker nach unten ausbreiten – bedingt durch die Kontur des Zwerchfells. Das durchschnittliche Luftvolumen in einer Lunge beträgt zwei Liter.

Die Lunge im Detail

Bildlich kann man sich die Lungen gut vorstellen, wenn man an einen Baum denkt, der kopfsteht. Den Stamm bildet die Luftröhre. Rechts und links befinden sich die beiden Lungen (umgangssprachlich Lungenflügel). In den beiden Lungen liegt jeweils ein Hauptast der Bronchien, der von der Luftröhre abzweigt. Die Bronchien verzweigen sich immer stärker und werden zunehmend kleiner im Durchmesser. Darauf folgen die kleinsten Bronchien (Bronchiolen), die sich wie Zweiglein aufteilen. Am Ende der Bronchiolen befinden sich die Lungenbläschen (Alveolen). Der Mensch hat ungefähr 300 Millionen Alveolen.

Sauerstoff rein – Kohlendioxid raus

In den Lungenbläschen findet ein Gasaustausch mit dem menschlichen Blut statt. Die Alveolen sind von einem dichten Netz an kleinsten Lungengefäßen (Kapillaren) umgeben. Sauerstoff wird hier gegen Kohlendioxid, das im Körper entsteht, ausgetauscht und durch die Lunge abgeatmet. Nur die bis in die Alveolen vordringende Luft nimmt am Gasaustausch teil. Das in den Atemwegen verbleibende Restvolumen wird als Totraum bezeichnet. Nach der Aufnahme von Sauerstoff aus den Lungenbläschen in die Blutgefäße wandert der Sauerstoff mit den roten Blutkörperchen als Transporter in alle Regionen des Körpers. Da der Austausch von Kohlendioxid und Sauerstoff nur in den Lungenbläschen funktioniert, ist es für die Versorgung des Körpers wichtig, dass die Atemluft ungehindert bis dorthin strömen kann. Dies ist aber nur möglich, wenn der Weg bis zu den Lungenbläschen durchlässig ist.

Weitere Funktionen der Lunge

Die Lunge erfüllt neben ihrer Hauptaufgabe, der Atmung, noch andere Funkionen. Dabei fallen für sie vor allem folgende Aufgaben an:

• Säure-Basen-Haushalt: Die Lunge spielt eine wesentliche Rolle im Säure-Basen-Haushalt. Der ph-Wert im Blut beträgt konstant im Mittel 7,40. Um diesen Wert in der Balance zu halten, kann die Atmung bis zu einem gewissen Grad vermehrt oder vermindert werden. Wird vermehrt Kohlendioxid abgeatmet, wird das Blut basischer (d.h. der pH-Wert steigt). Wird weniger geatmet, fällt im Blut mehr Kohlensäure an und das Blut wird saurer (d.h. der pH-Wert sinkt).
• Umwandlung von Hormonen: z.B. Angiotensin I in Angiotensin II. Angiotensin ist für die Blutdruckregulation wesentlich.
  
• Entfernung von Stoffen aus der Blutbahn: z.B. Serotonin.
  
• Regulation des Blutvolumens: Der Lungenkreislauf dient als Auffangbehälter für Blut.
  
• Filter für kleine Blutgerinnsel: Die Lunge fängt die Gerinnsel ab, bevor diese z.B. im Herzen oder Gehirn Schaden anrichten können.