Das Atmungssystem: Aufbau, Funktion und Gasaustausch
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Das Atmungssystem: Aufbau und Funktion
Die Atmungsorgane bestehen aus einer Reihe von Organen für den Eintritt und Austritt von Luft in unseren Körper. Der Eingang erfolgt über die Nasenlöcher, die mit den Nasengängen im Mundraum kommunizieren. Die Luft kann auch durch den Mund eintreten. Von dort gelangt sie in den Rachen und weiter in die Luftröhre.
Der erste Abschnitt dieser Röhre ist der Kehlkopf, der aus einer Reihe von Knorpeln besteht. Daran schließt sich die starre Luftröhre an, die sich schließlich in zwei Äste, die Bronchien, teilt. Jeder dieser Äste führt zu einer Lunge. Innerhalb jeder Lunge verzweigen sich die Bronchien in zahlreiche, immer kleiner werdende Röhren, die Bronchiolen genannt werden. Am Ende dieser Bronchiolen befinden sich kleine Säckchen, die Lungenbläschen (Alveolen).
Der Kehlkopf und die Stimmbildung
Der Kehlkopf befindet sich am Eingang der Luftröhre. Dort gibt es einen Knorpel, den Kehldeckel (Epiglottis), der sich beim Schlucken über den Eingang legt, um zu verhindern, dass Nahrung in die Luftröhre gelangt und man erstickt.
Der Kehlkopf enthält außerdem Falten, die als Stimmbänder bezeichnet werden. Diese Stimmbänder sind für die Erzeugung von Tönen verantwortlich, die aus dem Mund kommen und Teil unserer Ausdrucksweise sind. Während der Atmung ist die Stimmritze geöffnet, sodass die Luft ungehindert passieren kann. Wenn wir jedoch die Stimmbänder etwas schließen und versuchen, Luft hindurchzupressen, vibriert die Luft und erzeugt Töne.
Kehlkopf und Mund dienen dabei als Resonanzkörper, die den Klang modulieren. Andere Strukturen (Zähne, Zunge, Lippen usw.) tragen zur Artikulation von Konsonanten bei, um Wörter zu bilden – eine gesunde Sprache, die aus Vokalen und Konsonanten besteht und die wir früh im Leben lernen.
Zellatmung und Lungenatmung
Die Zellatmung ist ein chemischer Prozess, der in allen Zellen des Körpers stattfindet und bei dem Nährstoffe verbrannt werden, um Energie freizusetzen.
Wenn wir von den Atmungsorganen sprechen, meinen wir die Lungenatmung. Diese besteht aus zwei Lungen, die mit Alveolen gefüllt sind. Die Luft gelangt über den Kehlkopf, die Luftröhre und die Bronchien in die Lungen. Wir atmen Luft von außen ein und entfernen andere Gase (CO2) aus den Zellen im ganzen Körper, indem wir die verbrauchte Luft ausatmen.
Die Mechanik der Atmung
Diese Bewegungen werden durch verschiedene anatomische Strukturen ermöglicht, die helfen, die Lungen zu füllen und zu entleeren. Dazu gehört ein großer Muskel im Bauchbereich, das Zwerchfell (Diaphragma), dessen Kontraktion das Volumen des Brustkorbs vergrößert und so das Einatmen von Luft in die Lungen ermöglicht. Umgekehrt führt die Entspannung des Zwerchfells zum Ausatmen.
Die Lungen sind in einer Kammer (dem Brustkorb) eingeschlossen. Eine Abnahme des Volumens des Brustkorbs erhöht den Druck auf die Lungen und erzwingt die Ausatmung der Luft.
Gasaustausch in den Alveolen
Während der Inspiration (Einatmung) tritt Luft über die Luftröhre, Bronchien und Bronchiolen bis zu den Lungenbläschen (Alveolen) ein. In den Alveolen ist die Sauerstoffkonzentration höher als im Blut. Daher gelangt Sauerstoff durch die Wände der Alveolen und durch die Wände der Blutkapillaren. Dort verbindet er sich mit einem Pigment namens Hämoglobin, das in den roten Blutkörperchen gefunden wird.
Die roten Blutkörperchen sind Zellen, die durch den Blutkreislauf transportiert werden und Sauerstoff befördern. Gleichzeitig, während der Sauerstoff ins Blut gelangt, strömt Kohlendioxid (CO2) (aus den Zellen des gesamten Körpers) aus dem Blut in die Alveolen. An dieser Stelle ist die Konzentration dieses Gases im Blut höher als in den Alveolen, wodurch es durch die Ausatmung ausgeschieden wird.