Physiologie und Anatomie
Atmung
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Gasaustausch Lunge einfach erklärt

Die Lunge ist unser zentrales Atemorgan und sorgt dafür, dass lebenswichtiger Sauerstoff in unser Blut gelangt. Denn alle Körperzellen benötigen Sauerstoff, um zu arbeiten und zu überleben.

Der Gastaustausch in der Lunge findet über den Lungenkreislauf an den circa 300 Millionen Lungenbläschen (Alveolen) statt. Neben der Aufnahme von Sauerstoff entsorgt die Lunge gleichzeitig Kohlenstoffdioxid, das als Abfallprodukt im Körper entsteht. 

Denn über das Blut wird einerseits der Sauerstoff von der Lunge aus im ganzen Körper verteilt. Andererseits befördert das Blut auch das Kohlendioxid als Abfallprodukt zur Lunge. Durch das Ausatmen entfernst du das Kohlendioxid dann aus deinem Körper.

Die Lunge — Aufbau und Anatomie

Bevor wir uns mit dem Gasaustausch der Lunge im Detail auseinandersetzen, schauen wir uns den Aufbau der Lunge an.

Unsere Lunge liegt von den Rippen umgeben im Brustkorb. Sie besteht aus einem linken und einem rechten Flügel, die unterschiedlich groß sind.

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Aufbau der Lunge

Der linke Lungenflügel ist etwas kleiner als der rechte. Das ist so, weil auf der linken Brustseite das Herz einen größeren Raum einnimmt.

Beide Lungenflügel sind von einem weit verzweigten Röhrensystem durchzogen, das du auch Bronchien nennst. Die Bronchien entspringen aus dem unteren Ende der Luftröhre Sie gewährleisten, dass die Atemluft bis zu den Lungenbläschen gelangt, die sich am Ende der luftleitenden Wege befinden.

Übrigens: Die Bronchien verzweigen sich in der Lunge immer weiter auf, sodass etwa 300 Millionen Lungenbläschen entstehen.

Die Lungenbläschen selbst sind von einem Netzwerk feinster Blutgefäße umschlossen, den Lungenkapillaren. Sowohl die Wände der Kapillaren als auch die der Lungenbläschen sind so dünn, dass Kohlendioxid und Sauerstoff leicht hindurchtreten können. Jetzt kennst du das Grundprinzip des Gasaustausches in der Lunge.

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Gasaustausch Lunge

Du fragst dich: Wie funktioniert die Atmung? Die Grundlage ist der Gasaustausch von Sauerstoff und Kohlendioxid. Der Gasaustausch findet an zwei Stellen des Körpers statt: in den Muskeln und in der Lunge.

Kohlendioxid wird in das Blut abgegeben, wobei der Sauerstoff in die Muskelzellen aufgenommen wird. Du nennst den gesamten Prozess des Gasaustausches in der Lunge auch äußere Atmung

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Gasaustausch in der Lunge

Indem wir einatmen, gelangt Umgebungsluft in unsere Lungen und Alveolen. Aus den Alveolen wird der Sauerstoff aus der Luft in das Blut überführt. Gleichzeitig tritt eine ähnlich große Menge Kohlendioxid aus dem Blut in die Alveolen über und wird durch das Ausatmen wieder ausgeleitet.

Vielleicht ist dir bekannt, dass Atemluft aus der Umgebung ein Gasgemisch aus Stickstoff, Sauerstoff, Edelgasen und Kohlenstoffdioxid darstellt. Aber wie können die Lungen nun Sauerstoff aus der Luft entnehmen?

Wie funktioniert der Gasaustausch?

Voraussetzung hierfür ist zunächst ein Konzentrationsgefälle. Das bedeutet, dass die Sauerstoff-Konzentration in der Luft höher ist als im Blut. Unsere Lunge behebt diesen Unterschied folgendermaßen: Der Sauerstoff tritt durch die dünne Wand zwischen Lungenbläschen und Blutgefäß und folgt dabei dem Konzentrationsgefälle, indem er durch das dünne Gewebe diffundiert.

Wird also sauerstoffarmes Blut vom Herzen in die Lunge gepumpt, fließt es dort in den kleinsten Blutgefäßen an den Lungenbläschen vorbei. Hier nimmt es Sauerstoff aus der Luft im Lungenbläschen auf. 

Im Gegensatz dazu ist im Blut mehr Kohlendioxid als in der Luft. Dadurch tritt Kohlendioxid durch die dünne Wand hindurch aus dem Blutgefäß ins Lungenbläschen über, welches du schlussendlich über die Luftwege wieder ausatmest.

Durch die Atmung sorgst du also dafür, dass immer wieder neuer Sauerstoff in die Lungenbläschen gelangt und Kohlendioxid aus dem Körper austritt. Zusätzlich stellst du sicher, dass das Blut jederzeit Sauerstoff aus den Lungenbläschen aufnehmen kann.

Schon gewusst: Um die Aufnahme von Sauerstoff und Abgabe von Kohlendioxid zu ermöglichen, werden pro Minute ungefähr fünf bis acht Liter Luft in die Lungen gepumpt. Selbst im Ruhezustand werden pro Minute etwa 0,3 Liter Sauerstoff gepumpt.

Ein- und Ausatmen

Wie funktioniert das Ein- und Ausatmen? — Das zeigen wir dir jetzt!

Einatmen
Die Atemmuskulatur sorgt beim Einatmen dafür, dass ein Unterdruck im Brustkorb entsteht. Hierunter verstehst du den Druck, der niedriger ist als der normale Luftdruck. Dadurch wird die Luft geradezu in deine Lungen gesogen.

Hierfür ist die Funktion der Atemmuskulatur wichtig. Der wichtigste Atemmuskel ist dabei das Zwerchfell. Du verstehst hierunter eine Muskelplatte zwischen Brustkorb und Brustraum. Wenn wir ruhig einatmen, übernimmt das Zwerchfell den Großteil der Muskelarbeit, indem es flacher wird. Der Raum im Brustkorb wird dadurch größer und es entsteht ein Sog in der Lunge. Das nennst du auch Zwerchfell- oder Bauchatmung.

Eine weitere Möglichkeit ist die Brustatmung. Wenn sich die Muskeln anspannen, ist der Brustkorb verbreitert. Dadurch ist der Raum im Brustkorb ebenfalls größer. 

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Einatmen und Ausatmen

Ausatmen
Das Ausatmen läuft ganz von allein ab, ohne dass du dafür deine Muskeln arbeiten lassen musst. Die Atemmuskulatur entspannt sich. Dadurch verkleinert sich der Brustraum, sodass die Lungenflügel sich wieder etwas zusammenziehen. Das bewirkt, dass die Luft wie bei einem Blasebalg herausgepresst wird.

Gasaustausch Lunge: Atemwegserkrankungen

Natürlich können Beeinträchtigungen der Lunge zu Atemwegserkrankungen führen. Hier sind dir zwei Beispiele der Atemwegserkrankungen dargestellt, die vielleicht interessant für dich sind:

  • Ein Lungenemphysem geht mit Atemnot einher. Grund dafür ist die Erweiterung und Zerstörung der Lungenbläschen am äußersten Ende der Bronchiolen. Aus den kleinen Alveolen werden große Blasen, in denen sich die Atemluft staut. Die Sauerstoffsättigung des Blutes nimmt dadurch ab und der Körper wird nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Dies führt in einigen Fällen zu Organschäden.

  • Bei Asthma sind die Atemwege kurzzeitig oder auch dauerhaft so verengt, dass die Betroffenen  schlecht Luft bekommen. Typisch für Asthma sind Anfälle mit „pfeifendem“ Atem, Husten und Atemnot. Weitere Symptome sind Kurzatmigkeit bei Belastung, geräuschvolle (Aus-)Atmung (giemen, pfeifen, brummen), Husten und / oder Hustenreiz, etc.

Natürlich gibt es viele weitere Beeinträchtigungen, wodurch der Gasaustausch in der Lunge erschwert wird. Doch wie kannst du deinen Gasaustausch verbessern?

Gasaustausch in der Lunge verbessern

✅ intensives gerätegestütztes Kraft- und Ausdauertraining

✅ Ausdauertraining: Ergometertraining, Fahrradfahren, Walken, Schwimmen

✅ physiotherapeutisch unterstützte Atemübungen

✅ gesunde Ernährung, auf Rauchen und Konsum von Alkohol verzichten

Gasaustausch Lunge — häufigste Fragen

  • Was beeinflusst den Gasaustausch?
    Für einen optimalen Gasaustausch muss die Ventilation der Lunge gewährleistet sein. Zusätzlich müssen Atemgase in den Alveolen ungestört wandern können. Eine ausreichende Durchblutung der Lunge ist ebenso wichtig.

  • Was geschieht beim Gasaustausch in der Lunge?
    Durch die dünnen Wände der Lungenbläschen gelangt der Sauerstoff in die Blutgefäße, wodurch der Sauerstoff im Körper verteilt wird. Gleichzeitig gibt das Blut Kohlendioxid in die Lungenbläschen ab. Das Kohlenstoffdioxid wird ausgeatmet.

  • Welche Gase sind am Gasaustausch in der Lunge beteiligt?
    An der Atmung sind zwei Systeme des Körpers beteiligt: Das Herz-Kreislauf-System transportiert die beiden Gase von der Lunge zu den Geweben (Sauerstoff) bzw. von den Geweben zur Lunge (Kohlendioxid), und das Atmungssystem belädt das Blut mit O2 und atmet das CO2 aus.

  • Warum gibt es so viele Lungenbläschen?
    Die Lunge strebt eine möglichst große Oberfläche an. Damit kann sie sehr viel Sauerstoff aufnehmen und Kohlenstoffdioxid abgeben. Erreicht wird diese Oberflächenvergrößerung durch Millionen von kleinen Bläschen, den Lungenbläschen.

Innere und äußere Atmung 

Nun weißt du über den Gasaustausch in der Lunge Bescheid, den du auch als äußere Atmung bezeichnest. Demgegenüber ist die innere Atmung ebenso für unsere Atmung wichtig. Wie die innere und äußere Atmung zusammenhängen, erfährst du hier!

Zum Video: Innere und äußere Atmung
Zum Video: Innere und äußere Atmung

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