Human Respiration and Gas Exchange

Gasaustausch in der Lunge

• Ort des Geschehens: In den Lungenbläschen (Alveolen), die netzartig von Kapillaren (feinen Blutgefäßen) umgeben sind.
• Vorgang:     * Sauerstoffteilchen gelangen aus der Einatemluft über die Wand der Kapillaren in das Blut.     * Umgekehrt wandern Kohlenstoffdioxidteilchen aus dem Blut in die Lungenbläschen und werden mit der Ausatemluft abgegeben.
• Zustand des Blutes:     * Sauerstoffarmes Blut wird zu sauerstoffreichem Blut.     * Kohlenstoffdioxidreiches Blut wird gereinigt.

Innere Atmung (= Zellatmung)

• Definition: Umwandlung energiereicher Nährstoffe unter Verbrauch von Sauerstoff zur Energiegewinnung.
• Wortgleichung:     * $\text{Traubenzucker} + \text{Sauerstoff} \rightarrow \text{Wasser} + \text{Kohlenstoffdioxid} + \text{Energie}$
• Nutzen: Bereitstellung von chemischer Energie für Lebensvorgänge und Wärme.
• Zusammenhang: Die Ernährung liefert den Traubenzucker, während die äußere Atmung den Sauerstoff für die Zellatmung bereitstellt.

Mechanik des Atmungsvorgangs

• Grundprinzip: Passive Dehnung der Lunge durch Erweiterung des Brustkorbs (verbunden über einen Flüssigkeitsfilm zwischen Lungen- und Rippenfell).
• Bauchatmung:     * Einatmen: Zwerchfellmuskulatur zieht sich zusammen, Zwerchfell flacht ab, Unterdruck entsteht → Luft strömt ein.     * Ausatmen: Zwerchfellmuskulatur entspannt sich, Zwerchfell wölbt sich nach oben → Luft wird ausgepresst.
• Brustatmung (bei Anspannung):     * Einatmen: Zwischenrippenmuskulatur zieht sich zusammen, der Brustkorp wird angehoben.     * Ausatmen: Zwischenrippenmuskulatur entspannt sich, der Brustkorp wird gesenkt.