Warum atmen wir eigentlich?

Einatmung Ausatmung

Stickstoff 79 % 79 %

Sauerstoff 21 % 16 %

Kohlenstoff-

dioxid

0,03 % 4 %

Andere Gase 1 % 1 %

Wofür brauchen wir Sauerstoff?

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

In jeder Zelle wird Zucker mit Sauerstoff verbrannt. Das

geschieht in den Mitochondrien der Zellen. Hier wird

durch die exotherme Verbrennungsreaktion Energie

gewonnen. Diese Energie ist für Lebensvorgänge nötig

(z.B. Muskelbewegung, Denkvorgänge, etc.) – Das Gehirn

ist der größte Energieverbraucher unseres Körpers 20%

der Ruheleistung.

Wie kommt der Sauerstoff in jede

einzelne Körperzelle?Unterscheide

• Durch die Atembewegung(en): Einziehen und Ausstoßen von Luft in die Lunge durch Muskelbewegungen (Brust- und Zwerchfellatmung) Modelleinsatz und Modellbau

• Durch die Äußere Atmung: Gasaustausch in der Lunge;O2-Aufnahme: Lungenraum BlutCO2-Abgabe: Blut Lungenraum

• Durch die Innere Atmung: Gasaustausch zwischen Blut und Zellen (Ort: feine Blutgefäße)O2 in die Zelle; CO2 aus der Zelle ins Blut

• Durch die Zellatmung: biologische Vorgänge unter Sauerstoffverbrauch zum Zweck der Energiegewinnung (Ort: Zellinneres)Siehe Slide weiter oben

Der Mechanismus der

AtembewegungDie Lunge folgt durch den Unterdruck zwischen Lungen- und Rippenfell passiv den

Bewegungen des Brustkorbs.

Prinzip:

• Einatmen: Aktives Erweitern des Brustraums durch Muskelzug Einsaugen von Luft in die

Lungen

• Ausatmen: Passives Verkleinern des Brustraums durch Schwerkraft (Brustkorb) und Elastizität

des Gewebes (Zwerchfell, Lunge)

Zwei Möglichkeiten:

– Brustatmung: Kontraktion der Zwischenrippenmuskeln hebt und erweitert den Brustkorb

Einatmen

– Bauchatmung: Abflachen des Zwerchfells durch Kontrahieren der Muskulatur Vergrößerung des Brustraums.

Anmerkung: Beim Schluckauf handelt es sich um ruckartiges Zusammenziehen der Zwerchfellmuskulatur.

Bau und Funktion der Lunge (Fakten, Fakten,

Fakten,….)

• Am Ende der kleinsten Bronchiolen befinden sich sogenannte Lungenläppchen, die

aus vielen Lungenbläschen bestehen (ca. 300.000.000)

• Viele kleine, zarte Lungenbläschen schaffen eine große Oberfläche für den

Gasaustausch zwischen Luft und Blutgefäßen

Innere Lungenoberfläche = ca. 200 m²

• Bei sportlichen Belastungen kann das Atemvolumen, durch maximales Ein- und

Ausatmen, auf 3,5 L angehoben werden. die Vitalkapazität der Lunge wird

vollkommen ausgeschöpft.

• Die Atemfrequenz kann dabei auf 100 Atemzüge/Min steigen erreichen!

• ABER: Selbst bei intensivster Atmung wird die Totalkapazität der Lunge nicht

erreicht, es verbleibt das sogenannte Restvolumen (ca. 1,2 L) im Lungenraum.

• Atemregulation: Wenig willkürlich beeinflussbar. Die Sättigung des Blutes mit

Sauerstoff beträgt nach der Lunge normalerweise 98,5 % Vol. Das Blut, welches in

die Lunge fließt enthält 50 % Vol CO2. In der Halsschlagader sitzen

Chemorezeptoren („biologische Messfühler“) die den CO2-Anteil im Blut messen.

• wenn dieser zu hoch ist Atemreiz Atemfrequenz und Atemvolumen werden

erhöht

Lungenleistung –

Sauerstoffverbrauch

Die Leistung einer Lunge ist abhängig von:

• Der Größe ihrer inneren Oberfläche – Je größer, desto effektiver arbeitet eine Lunge.

• Der Zahl der Lungenbläschen – Je mehr Lungenbläschen, desto effektiver arbeitet eineLunge.

• Der Dicke der Gewebsschicht zwischen Luftraum der Lunge und den Blutgefäßen. – Je dicker diese Schicht ist, desto langsamer kann der Sauerstoff in das Blut wandern.

Bsp.: Ein Luftballon verliert schneller Luft als ein Schwimmreifen mit dickerer Wand

Der Austausch von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid findet in den Lungen und Gewebendes menschlichen Körpers statt. Die treibende Kraft dafür sind unterschiedlicheGaskonzentrationen in den Lungenbläschen, im Blut und in den Geweben.

Übersteigt nach dem Einatmen die Sauerstoffkonzentration in den Lungenbläschen diejenige des dort fließenden Blutes, so tritt Sauerstoff durch Diffusion in das Blut über. Die Diffusion kommt erst zum Stillstand, wenn der Konzentrationsunterschied ausgeglichen ist. Erleichtert wird der Gasaustausch dadurch, dass die Wandungen der Lungenbläschen und auch die der Kapillaren außerordentlich dünn sind.

Stoffe wandern in einer Flüssigkeit oder im Gaszustand immer zum Ort geringerer Konzentration (Diffusion).

Leistung der Lunge

• Der Verbrauchsort von Sauerstoff ist in

jeder Zelle unseres Körpers. Unsere

Lunge versorgt die ca.

100.000.000.000.000 Zellen unseres

Körpers ständig mit Sauerstoff, den die

Zellen benötigen, um durch

„Verbrennung“ von Zucker Energie zu

gewinnen

Wie wird die Lunge sauber

gehalten?Damit die Lungenoberfläche immer schön sauber ist, haben wir

Flimmerhärchen in den Lungen.