Luftaufnahme des Atmungssystems: Von Nase/Mund zu Alveolen und Blutkreislauf

Luftaufnahmeprozess

Die Luft gelangt über die Nase oder den Mund in das Atmungssystem, wo sie gefiltert, erwärmt und befeuchtet wird. Sie reist durch den Rachen und Kehlkopf, durch die Luftröhre und in den Bronchialbaum (Bronchien → Bronchiolen), bis sie die Alveolen erreicht – winzige, dünnwandige Luftsäckchen, die am Ende der respiratorischen Bronchiolen geballt sind.

Jedes Alveolus ist umgeben von einem dichten Netzwerk von Lungenkapillaren. Hier diffundiert Sauerstoff über die Alveolarkapillarenmembran ins Blut und bindet an Hämoglobin in den roten Blutkörperchen. Gleichzeitig diffundiert Kohlendioxid aus dem Blut in die Alveolen, um ausgeatmet zu werden. Sauerstoffreiches Blut reist dann über die Lungenvenen zum linken Herzen und wird in den Körper gepumpt.

Atemmuskulatur

• Zwerchfell: Der primäre Inspirationsmuskel. Kontraktion flacht die Kuppel ab, erhöht das Thoraxvolumen und erzeugt einen Unterdruck, um Luft anzuziehen. Entspannung ermöglicht passive Expiration.
• Zwischenrippenmuskeln: Äußere Zwischenrippenmuskeln unterstützen die Inspiration (heben Rippen an); innere Zwischenrippenmuskeln unterstützen die erzwungene Expiration (drücken Rippen ab).
• Hilfsmuskulatur: Skalenen, Sternocleidomastoideus, Pectoralis minor – werden bei erschwerter Atmung rekrutiert.

Regulation der Atmung

Die Atemzentren im Medulla oblongata und in der Brücke passen automatisch Atemfrequenz und -tiefe basierend auf Feedback von:

• Zentralen Chemorezeptoren: Empfindlich für Liquor-pH (spiegelt CO₂ wider).
• Peripheren Chemorezeptoren (Karotis-/Aortakörperchen): Erkennen niedrigen O₂, hohen CO₂, niedrigen pH.
• Mechanorezeptoren: Lungenstreckung, Gelenk-/Muskelpropriozeptoren.

Hoher CO₂ / niedriger pH → erhöhte Frequenz und Tiefe. Ausreichender O₂ / normaler pH → verringerte Antriebsrate. Diese homöostatische Kontrolle gewährleistet einen kontinuierlichen Gasaustausch.