Die 5 wichtigsten Funktionen der Atmung

Durch die äußere Atmung, d. h. Ein- und Ausatmung, ermöglicht das Atemsystem den Gasaustausch zwischen der Umgebungsluft und dem Blut sowie zwischen dem Blut und den Körperzellen. Das Atemsystem hilft auch beim Riechen und bei der Erzeugung von Lauten und Tönen. Nachstehend die fünf zentralen Aufgaben des Atemsystems.

1. Ein- und Ausatmung (Inhalation bzw. Exhalation) belüften die Lungen und gehören zur äußeren Atmung

Bei der Lungenatmung wird Luft durch die Nasen- und Mundhöhle angesaugt. Die Luft strömt durch Rachen, Kehlkopf und Luftröhre in die Lungen. Bei der Ausatmung strömt die Luft denselben Weg zurück. Die Lungenatmung wird durch Volumen- und Druckänderungen in den Lungen ausgelöst. Bei der normalen Einatmung ziehen sich Zwerchfell und äußere Brustkorbmuskulatur zusammen und der Brustkorb hebt sich. Mit zunehmendem Volumen der Lungen fällt dort der Luftdruck ab und Luft strömt in die Lungen. Bei der normalen Ausatmung erschlafft die Muskulatur. Die Lungen werden kleiner, der Luftdruck steigt an und die Luft wird ausgestoßen.

2. Durch die äußere Atmung erfolgt der Gasaustausch zwischen den Lungen und dem Blutstrom

Im Lungeninneren wird der Sauerstoff durch den Vorgang der äußeren Atmung gegen das angefallene Kohlendioxid ausgetauscht. Dieser Vorgang spielt sich in Hunderten von Millionen mikroskopisch kleiner Bläschen ab, den sog. Alveolen. Der Sauerstoff in der Einatmungsluft diffundiert aus den Alveolen in die umgebenden Lungenkapillaren. Er wird an die Hämoglobinmoleküle in den roten Blutkörperchen gebunden und mit dem Blutstrom weitertransportiert. Gleichzeitig diffundiert das Kohlendioxid im sauerstoffarmen Blut aus den Kapillaren in die Lungenbläschen und wird nach außen abgeatmet.

3. Bei der inneren Atmung erfolgt der Gasaustausch zwischen dem Blutstrom und dem Körpergewebe

Das Blut transportiert Sauerstoff zu den Zellen und entfernt das anfallende Kohlendioxid durch den Vorgang der inneren Atmung. Hierbei transportieren die roten Blutkörperchen im Blutgefäßsystem den aus den Lungen absorbierten Sauerstoff durch den gesamten Körper. Wenn das sauerstoffreiche Blut in die engen Kapillaren strömt, geben die roten Blutkörperchen den Sauerstoff frei. Er diffundiert durch die Kapillarwand in das Körpergewebe. Gleichzeitig diffundiert das Kohlendioxid aus dem Gewebe in die roten Blutkörperchen und das Plasma. Das sauerstoffarme Blut transportiert das Kohlendioxid zurück in die Lungen, wo es freigesetzt wird.

4. Die Laut- und Tonerzeugung erfolgt durch Schwingungen der Stimmbänder, die durch die an ihnen vorbeistreichende Luft verursacht werden

Bei der Phonation werden durch die Strukturen der oberen Atemwege Töne erzeugt. Beim Ausatmen strömt Luft aus den Lungen durch den Kehlkopf oder auch "Larynx". Beim Sprechen bewegt die Kehlkopfmuskulatur die Stellknorpel. Die Stellknorpel schieben die Stimmbänder oder Stimmlippen aufeinander zu. Durch das Zusammenschieben der Stimmbänder bringt die zwischen ihnen hindurchströmende Luft die Stimmbänder zum Schwingen und es wird ein Laut oder Ton erzeugt. Je stärker die Spannung der Stimmbänder, desto schneller die Schwingungen und desto heller der Ton. Bei geringerer Spannung verlangsamen sich die Schwingungen und der Ton wird dunkler.

5. Der Geruchssinn beruht auf chemischen Vorgängen

Das Riechen beginnt mit dem Riechepithel, das die Nasenhöhlen im Naseninneren auskleidet. Wenn Luft in die Nasenhöhlen strömt, binden einige chemische Substanzen in der Luft an die Neurorezeptoren der Zilien und aktivieren diese. Dieser Reiz sendet ein Signal an das Gehirn: Neuronen leiten das Signal aus den Nasenhöhlen durch Öffnungen im Siebbein an die Riechkolben. Der 1. Hirnnerv (N. olfactorius) leitet das Signal von den Riechkolben weiter an das Riechhirn der Großhirnrinde.