Atmung umfasst drei verknüpfte Prozesse:
1. Externe Atmung (Ventilation & Gasaustausch)
- Ventilation: Luftbewegung in und aus der Lunge (Atmen).
- Pulmonaler Gasaustausch: O₂ diffundiert von Alveole zu Kapillarblut; CO₂ diffundiert von Blut zu Alveole.
- Strukturen beteiligt: Atemwege, Alveolen, Atemmuskulatur, Pleurahäute.
2. Interne Atmung (Transport & Gewebeaustausch)
- Transport: O₂ an Hämoglobin gebunden (98 %) + gelöst; CO₂ als Bicarbonat (70 %), Carbaminverbindungen (23 %), gelöst (7 %).
- Gewebe-Gasaustausch: O₂ diffundiert von Kapillare zu Zelle; CO₂ diffundiert von Zelle zu Kapillare.
3. Zelluläre Atmung (Metabolisch)
- Glykolyse (Zytosol) → Pyruvat-Oxidation → Citratzyklus (mitochondriale Matrix) → Oxidative Phosphorylierung (innere mitochondriale Membran).
- Insgesamt: C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + ~30–32 ATP.
- ATP versorgt zelluläre Arbeit (Transport, Synthese, mechanisch, elektrisch).
Integration
Ventilation-Perfusion-Matching, Hämoglobinaffinität (Bohr- und Haldane-Effekte) und mitochondriale Regulation stellen sicher, dass O₂-Lieferung dem metabolischen Bedarf entspricht. Versagen auf jeder Ebene führt zu Hypoxie, Hyperkapnie und zellulärer Dysfunktion.
