Respiration umfasst den gesamten Prozess der Sauerstofflieferung zu den Zellen und der Kohlendioxid-Entfernung. Sie beinhaltet Ventilation, externe Respiration, Transport und interne Respiration.
Zelluläre Respiration Arten
- Aerobe Respiration: Verwendet O₂ in Mitochondrien; liefert ~30–32 ATP/Glukose über Glykolyse, Citratzyklus, oxidativen Phosphorylierung.
- Anaerobe Respiration (Glykolyse + Gärung): Kein O₂; liefert 2 ATP/Glukose; produziert Laktat (Muskel) oder Ethanol/CO₂ (Hefe).
Anatomie des Atmungssystems
- Oberer Luftweg: Nase, Pharynx, Larynx – filtern, wärmen, befeuchten Luft.
- Unterer Luftweg: Trachea → Bronchien → Bronchiolen → Alveolen (≈300 Millionen, 70 m² Oberfläche).
- Lungen: Rechts (3 Lappen), links (2 Lappen); Pleuramembranen ermöglichen reibungslose Expansion.
- Zwerchfell und Rippenmuskeln: Primäre Inspirationsmuskeln; Kontraktion erhöht das Thoraxvolumen, senkt den intrapulmonalen Druck.
Gasaustausch (Externe Respiration)
An der Alveolar-Kapillaren-Membran diffundiert O₂ in das pulmonale Kapillarblut (Bindung an Hämoglobin), CO₂ diffundiert hinaus. Getrieben durch Partialdruckgradienten (PₐO₂ ≈ 100 mmHg, PₐCO₂ ≈ 40 mmHg).
Transport und interne Respiration
- O₂: 98% an Hb gebunden, 2% gelöst. Geliefert an Gewebe; diffundiert in Zellen für oxidativen Phosphorylierung.
- CO₂: 70% als Bicarbonat (HCO₃⁻), 23% Carbamino-Hb, 7% gelöst. Umgewandelt zu H₂CO₃ via Carbonicanhydrase; ausgeatmet.
Regulation
Zentrale (medulläre) und periphere (Karotis/Aortenkörper) Chemorezeptoren spüren pH, PaCO₂, PaO₂; passen Atemfrequenz/-tiefe an. Höhere Gehirnzentren ermöglichen willkürliche Kontrolle.
Effiziente Respiration erhält die zelluläre Energieproduktion und Säure-Basen-Homöostase.
