Die Physiologie der Atmung: Wie Luft zu den Alveolen gelangt

Die Einatmung (Inspiration) ist ein aktiver Prozess, der durch Druckgradienten angetrieben wird. Die Ausatmung ist im Ruhezustand passiv.

Inspiration: Schritt für Schritt

1. Das Zwerchfell kontrahiert → flacht ab, senkt sich um 1–2 cm → erhöht den vertikalen Thoraxdurchmesser.
2. Die äußeren Zwischenrippenmuskeln kontrahieren → Rippen heben sich (Eimergriff) und Brustbein hebt (Pumpengriff) → erhöhen den anteroposterioren und lateralen Durchmesser.
3. Thoraxvolumen steigt → Intrapulmonaler Druck sinkt (auf ~ -1 bis -3 cmH₂O unter Atmosphärendruck).
4. Druckgradient (Patm > Palv) → Luft strömt ein durch Nase/Mund → Trachea → Bronchien → Bronchiolen → Alveolen.
5. Gasaustausch: O₂ diffundiert über die Alveolär-Kapillaren-Membran (0,5 μm) in die Lungenkapillaren; CO₂ diffundiert aus.

Exspiration (ruhige Atmung)

• Zwerchfell und äußere Zwischenrippenmuskeln entspannen → elastischer Rückzug der Lunge und Brustwand → Volumen verringert sich → Palv > Patm → Luft strömt aus.

Erzwungene Atmung

• Erzwungene Inspiration: Scalenen, SCM, Musculus pectoralis minor heben obere Rippen.
• Erzwungene Exspiration: Innere Zwischenrippenmuskeln + Bauchmuskeln (Rectus abdominis, Obliques) erhöhen den Intrabdominaldruck → drücken das Zwerchfell nach oben.

Wichtige Drucke

• Atmosphärisch: 760 mmHg (Referenz)
• Intraalveolär: -1 bis +1 cmH₂O (während der Atmung)
• Intrapleural: -5 bis -10 cmH₂O (immer subatmosphärisch; hält die Lunge aufgebläht)