Was passiert beim Atmen?
Mehr als nur Luftholen – unser Atmen liefert Zahlen der Superlative.
Durchschnittlich absolvieren wir 25.000 Atemzüge pro Tag und mit jedem Atemzug saugen wir mit ca. 8 km/h Billionen Moleküle aus unserer unmittelbaren Umgebung in unseren Körper. Im Idealfall strömt die Luft durch unsere Nase und beginnt so ihre abenteuerliche Reise durch unseren Körper.
1. Station: Nase
Es beginnt damit, dass die Luft durch die Nasenmuschel und die darin liegenden Nasenturbinaten ordentlich verwirbelt wird. Die Turbinaten sind in ein Schwellkörpergewebe gehüllt, das mit einer Schleimhaut überzogen ist. Diese klebrige Schicht feuchtet die eingeatmete Luft an, erwärmt sie und filtert nicht nur Staub und Schmutzteilchen, sondern auch jede Menge Krankheitserreger aus der Atemluft. So schützt sie unsere Lunge vor Infektionen und Krankheiten. Unsere sechs Turbinaten (drei links, drei rechts) sind quasi die Klimaanlage des Körpers. Sie erwärmen, reinigen, bremsen und komprimieren die eingeatmete Luft und schaffen so die Voraussetzung für die Lunge, bei jedem Atemzug möglichst viel Sauerstoff herausholen zu können. Zusätzlich wird die eingesaugte Luft mit Stickstoffmonoxid (NO) angereichert. Stickstoffmonoxid sterilisiert und weitet die Blutgefäße der Lunge, um die Durchblutung und den Gasaustausch zu optimieren.
2. Station: Lunge
Hat die Atemluft einmal die Nasenmuscheln passiert, fließt sie weiter durch die Luftröhre. Nach dem Kehlkopf wird sie durch die Carina trachealis (Luftröhrenkiel) auf die beiden Hauptbronchien, den linken und rechten Lungenflügel aufgeteilt.
Die Bronchien verzweigen sich nach und nach in immer feinere Äste. Ab der vierten Verzweigung – in der Fachsprache heißt es 4. Generation – spricht man dann von Bronchiolen, die sich immer weiter aufteilen und dabei immer feiner werden. Ab der 16. von den 23 Generationen findet der Gasaustausch statt. Das ist der Vorgang, bei dem Sauerstoff ins Blut übertritt und Kohlendioxid (CO2) vom Blut an die Lunge abgegeben wird.
3. Station: Blut
Das funktioniert so: Die Luft strömt durch die Bronchien in die Bronchiolen und füllt dort feine Lungenbläschen, die Alveolen. Und zwar 300 bis 400 Millionen! Der Superlativen nicht genug, winden sich um diese bis zu 400 Millionen Alveolen ca. 400 Milliarden feinster Kanäle (Kapillaren). Durch diese winzigen Blutgefäße, die unsere Lungenbläschen wie ein feines Netz überziehen, pulsiert unser Blut. Ein rotes Blutkörperchen nach dem anderen strömt so an den Alveolen vorbei. Dabei gibt es mitgebrachtes Kohlendioxid an die Alveole ab und nimmt gleichzeitig den Sauerstoff der Atemluft aus der Alveole auf. Bei diesem Vorgang stoßen wir jetzt auf noch gigantischere Zahlen. In unserem Körper sind rund 35 Billionen roter Blutkörperchen unterwegs und jedes von ihnen beherbergt 270 Millionen Hämoglobinmoleküle. Jedes dieser Hämoglobinmoleküle bietet wiederum Platz für vier Sauerstoffmoleküle, das heißt in unserer Lunge gehen eine Milliarde Sauerstoffmoleküle an und von Bord jedes einzelnen roten Blutkörperchens.
Diesen komplexen und beeindruckenden Vorgang – vom Einströmen der Atemluft in die Nase bis hin zum Austausch von Milliarden Gasmolekülen in den Alveolen – nennt man schlicht „die äußere Atmung“.
4. Station: Unbestimmt
Sind die roten Blutkörperchen mit Sauerstoffmolekülen besetzt, beginnt der nicht weniger erstaunliche Vorgang der „inneren Atmung“. Dabei wird das Blut mit der Kraft unseres Herzens durch unseren Körper gespült, um Gewebe und Muskeln mit Sauerstoff zu versorgen. Jede gesunde Zelle in unserem Körper wird mit Sauerstoff betrieben und die roten Blutkörperchen liefern ihn. Der gesamte Kreislauf durch unseren Körper dauert etwa eine Minute. Er ermöglicht unseren Körperzellen, ihren Energiehunger nach Sauerstoff zu stillen, indem sie Kohlendioxid gegen den gelieferten Sauerstoff tauschen. Kohlendioxid, das Abfallprodukt unseres Stoffwechsels, wird abgegeben, füllt nun die „Hämoglobin-Transportplätze“ im roten Blutkörperchen aus und wird zurück in die Lunge befördert, um es dort in den Alveolen im Austausch gegen neuen Sauerstoff zum Ausatmen an die Lunge abzugeben.
Und wieder retour
Man sieht dem Blut auch an, ob es gerade Sauerstoff oder Stickstoff transportiert. Venöses Blut, dessen Blutkörperchen hauptsächlich Kohlendioxid transportieren, ist eher dunkelrot gefärbt. Arterielles Blut hingegen, das noch mit Sauerstoff gesättigt ist, wirkt hellrot.
Ob wir nun langsam atmen oder schnell, ausgedehnte oder kurze Atemzüge machen, uns in Ruhe befinden oder uns starker physischer Belastung aussetzen, ob wir nur falsch und ungesund atmen oder den Atem natürlich fließen lassen, spielt, was die Sauerstoffsättigung in unserem Blut betrifft, kaum eine Rolle. Das perfekt abgestimmte Zusammenspiel von Atmung und Herztätigkeit und der effiziente Gasaustausch sorgen dafür, dass die Sauerstoffsättigung unserer roten Blutkörperchen in der Regel konstant zwischen 95 und 98 Prozent liegt.
Die interessante Variable im Atemprozess ist eindeutig das Kohlendioxid. Ob wir nun in der Nacht schnarchen, an Asthma leiden, unsere sportliche Leistung verbessern oder uns einfach wohler fühlen wollen – der Schlüssel dazu heißt Kohlendioxid.
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