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8.2: Organe und Strukturen des Atmungssystems - Biologie

8.2: Organe und Strukturen des Atmungssystems - Biologie


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Lernziele

Am Ende dieses Abschnitts können Sie:

  • Listen Sie die Strukturen auf, aus denen das Atmungssystem besteht
  • Beschreiben Sie, wie das Atmungssystem Sauerstoff und CO . verarbeitet2
  • Vergleichen und kontrastieren Sie die Funktionen der oberen Atemwege mit denen der unteren Atemwege

Die Hauptorgane des Atmungssystems dienen in erster Linie dazu, das Körpergewebe mit Sauerstoff für die Zellatmung zu versorgen, das Abfallprodukt Kohlendioxid zu entfernen und das Säure-Basen-Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Teile des Atmungssystems werden auch für nicht lebenswichtige Funktionen wie Geruchswahrnehmung, Sprachproduktion und zum Anstrengen wie bei der Geburt oder beim Husten verwendet.

Funktionell kann das Atmungssystem in eine Leitungszone und eine Atmungszone unterteilt werden. Die Leitungszone des Atmungssystems umfasst die Organe und Strukturen, die nicht direkt am Gasaustausch beteiligt sind. Der Gasaustausch erfolgt im Atemzone.

Leitende Zone

Die Hauptfunktionen der leitenden Zone bestehen darin, einen Weg für die ein- und ausgehende Luft bereitzustellen, Schmutz und Krankheitserreger aus der einströmenden Luft zu entfernen und die einströmende Luft zu erwärmen und zu befeuchten. Mehrere Strukturen innerhalb der leitenden Zone erfüllen auch andere Funktionen. Das Epithel der Nasengänge ist beispielsweise für die Wahrnehmung von Gerüchen unerlässlich, und das Bronchialepithel, das die Lunge auskleidet, kann einige luftgetragene Karzinogene verstoffwechseln.

Die Nase und ihre angrenzenden Strukturen

Der Haupteingang und -ausgang für das Atmungssystem erfolgt durch die Nase. Bei der Besprechung der Nase ist es hilfreich, sie in zwei Hauptabschnitte zu unterteilen: die äußere Nase und die Nasenhöhle oder innere Nase.

Die äußere Nase besteht aus den Oberflächen- und Skelettstrukturen, die das äußere Erscheinungsbild der Nase ergeben und zu ihren zahlreichen Funktionen beitragen. Die Wurzel ist der Bereich der Nase, der sich zwischen den Augenbrauen befindet. Der Nasenrücken ist der Teil der Nase, der die Wurzel mit dem Rest der Nase verbindet. Der Nasenrücken ist die Länge der Nase. Der Apex ist die Nasenspitze. Auf beiden Seiten des Apex werden die Nasenlöcher von den Nasenflügeln (Singular = Ala) gebildet. Ein Ala ist eine knorpelige Struktur, die die seitliche Seite jedes Nasenlochs (Plural = Nasenlöcher) oder Nasenöffnung bildet. Das Philtrum ist die konkave Oberfläche, die die Nasenspitze mit der Oberlippe verbindet.

Unter der dünnen Haut der Nase befinden sich die Skelettmerkmale. Während die Nasenwurzel und der Nasenrücken aus Knochen bestehen, besteht der hervorstehende Teil der Nase aus Knorpel. Dadurch fehlt beim Betrachten eines Schädels die Nase. Das Nasenbein ist ein Knochenpaar, das unter der Nasenwurzel und dem Nasenrücken liegt. Das Nasenbein artikuliert nach oben mit dem Stirnbein und seitlich mit den Oberkieferknochen. Septumknorpel ist flexibler hyaliner Knorpel, der mit dem Nasenbein verbunden ist und den Nasenrücken bildet. Der Flügelknorpel besteht aus der Nasenspitze; es umgibt den naris.

Die Nasenlöcher münden in die Nasenhöhle, die durch die Nasenscheidewand in einen linken und einen rechten Abschnitt getrennt wird. Die Nasenscheidewand wird anterior von einem Teil des Septumknorpels (der flexible Teil, den Sie mit den Fingern berühren können) und posterior von der senkrechten Platte des Siebbeins (einem Schädelknochen, der sich direkt hinter den Nasenknochen befindet) und dem dünnen Vomer gebildet Knochen (dessen Name sich auf seine Pflugform bezieht). Jede seitliche Wand der Nasenhöhle hat drei knöcherne Vorsprünge, die als obere, mittlere und untere Nasenmuschel bezeichnet werden. Die unteren Muscheln sind separate Knochen, während die oberen und mittleren Muscheln Teile des Siebbeins sind. Conchae dienen dazu, die Oberfläche der Nasenhöhle zu vergrößern und den Luftstrom beim Eintritt in die Nase zu unterbrechen, wodurch die Luft entlang des Epithels prallt, wo sie gereinigt und erwärmt wird. Die Conchae und Meatuses sparen auch Wasser und verhindern eine Austrocknung des Nasenepithels, indem sie Wasser beim Ausatmen einschließen. Der Boden der Nasenhöhle besteht aus dem Gaumen. Der harte Gaumen im vorderen Bereich der Nasenhöhle besteht aus Knochen. Der weiche Gaumen im hinteren Teil der Nasenhöhle besteht aus Muskelgewebe. Die Luft verlässt die Nasenhöhlen über die inneren Nasenlöcher und gelangt in den Rachenraum.

Mehrere Knochen, die die Wände der Nasenhöhle bilden, haben lufthaltige Räume, die als Nasennebenhöhlen bezeichnet werden und die dazu dienen, die einströmende Luft zu erwärmen und zu befeuchten. Die Nebenhöhlen sind mit einer Schleimhaut ausgekleidet. Jede Nasennebenhöhle ist nach ihrem zugehörigen Knochen benannt: Stirnhöhle, Kieferhöhle, Keilbeinhöhle und Siebbeinhöhle. Die Nebenhöhlen produzieren Schleim und erleichtern das Gewicht des Schädels.

Die Nasenlöcher und der vordere Teil der Nasenhöhlen sind mit Schleimhäuten ausgekleidet, die Talgdrüsen und Haarfollikel enthalten, die dazu dienen, den Durchgang von großen Schmutzpartikeln wie Schmutz durch die Nasenhöhle zu verhindern. Ein olfaktorisches Epithel, das zur Erkennung von Gerüchen verwendet wird, befindet sich tiefer in der Nasenhöhle.

Die Conchae, Meatus und Nasennebenhöhlen sind von respiratorischem Epithel ausgekleidet, das aus pseudostratifiziertem Flimmerepithel besteht. Das Epithel enthält Becherzellen, eine der spezialisierten, säulenförmigen Epithelzellen, die Schleim produzieren, um Trümmer einzufangen. Die Flimmerhärchen des respiratorischen Epithels tragen dazu bei, den Schleim und die Ablagerungen mit einer konstanten Schlagbewegung aus der Nasenhöhle zu entfernen, wobei Materialien zum Schlucken in Richtung Rachen geschleudert werden. Interessanterweise verlangsamt kalte Luft die Bewegung der Flimmerhärchen, was zu einer Ansammlung von Schleim führt, die wiederum bei kaltem Wetter zu einer laufenden Nase führen kann. Dieses feuchte Epithel dient der Erwärmung und Befeuchtung der einströmenden Luft. Kapillaren, die sich direkt unter dem Nasenepithel befinden, erwärmen die Luft durch Konvektion. Seröse und schleimproduzierende Zellen sezernieren auch das Lysozym-Enzym und Proteine, die Defensine genannt werden, die antibakterielle Eigenschaften haben. Immunzellen, die das Bindegewebe bis tief in das respiratorische Epithel patrouillieren, bieten zusätzlichen Schutz.

Sehen Sie sich das WebScope der University of Michigan an, um die Gewebeprobe genauer zu untersuchen.

Rachen

Der Pharynx ist ein von Skelettmuskeln gebildeter und von Schleimhaut ausgekleideter Schlauch, der mit dem der Nasenhöhlen verbunden ist. Der Pharynx ist in drei Hauptregionen unterteilt: den Nasopharynx, den Oropharynx und den Laryngopharynx.

Der Nasopharynx wird von den Conchae der Nasenhöhle flankiert und dient nur als Atemwege. An der Spitze des Nasopharynx befinden sich die Rachenmandeln. Eine Rachenmandel, auch Adenoid genannt, ist eine Ansammlung von lymphoidem retikulärem Gewebe ähnlich einem Lymphknoten, der im oberen Teil des Nasopharynx liegt. Die Funktion der Rachentonsille ist nicht gut verstanden, aber sie enthält einen reichen Vorrat an Lymphozyten und ist mit Flimmerepithel bedeckt, das eindringende Krankheitserreger, die während der Inhalation eindringen, einfängt und zerstört. Die Rachenmandeln sind bei Kindern groß, aber interessanterweise bilden sie sich mit zunehmendem Alter zurück und können sogar verschwinden. Die Uvula ist eine kleine bauchige, tropfenförmige Struktur, die sich an der Spitze des weichen Gaumens befindet. Sowohl das Zäpfchen als auch der weiche Gaumen bewegen sich beim Schlucken wie ein Pendel und schwingen nach oben, um den Nasopharynx zu verschließen, um zu verhindern, dass aufgenommenes Material in die Nasenhöhle gelangt. Darüber hinaus münden in den Nasopharynx auditive (Eustachische) Röhren, die mit jeder Mittelohrhöhle verbunden sind. Dieser Zusammenhang ist der Grund, warum Erkältungen oft zu Ohrenentzündungen führen.

Der Oropharynx ist ein Durchgang für Luft und Nahrung. Der Oropharynx wird nach oben vom Nasopharynx und nach vorne von der Mundhöhle begrenzt. Der Fauces ist die Öffnung an der Verbindung zwischen Mundhöhle und Oropharynx. Wenn der Nasopharynx zum Oropharynx wird, ändert sich das Epithel von pseudostratifiziertem Flimmerepithel zu geschichtetem Plattenepithel. Der Oropharynx enthält zwei unterschiedliche Tonsillen, die Gaumen- und Zungenmandeln. Eine Gaumenmandel ist eine von zwei Strukturen, die sich seitlich im Oropharynx im Bereich des Rachens befinden. Die Tonsille lingualis befindet sich am Zungengrund. Ähnlich wie die Rachenmandeln bestehen die Gaumen- und Zungenmandeln aus Lymphgewebe und fangen und zerstören Krankheitserreger, die durch die Mund- oder Nasenhöhle in den Körper gelangen.

Der Laryngopharynx liegt unter dem Oropharynx und hinter dem Kehlkopf. Es setzt den Weg für aufgenommenes Material und Luft bis zu seinem unteren Ende fort, wo das Verdauungs- und Atmungssystem divergieren. Das geschichtete Plattenepithel des Oropharynx geht in den Laryngopharynx über. Anterior mündet der Laryngopharynx in den Larynx, während er posterior in die Speiseröhre mündet.

Larynx

Der Kehlkopf ist eine dem Kehlkopf untergeordnete knorpelige Struktur, die den Pharynx mit der Luftröhre verbindet und dazu beiträgt, das Luftvolumen zu regulieren, das in die Lunge eintritt und diese verlässt. Die Struktur des Kehlkopfes wird von mehreren Knorpelstücken gebildet. Drei große Knorpelstücke – der Schildknorpel (vorder), der Kehldeckel (oberer) und der Ringknorpel (unterer) – bilden die Hauptstruktur des Kehlkopfes. Der Schildknorpel ist das größte Knorpelstück, aus dem der Kehlkopf besteht. Der Schildknorpel besteht aus dem Kehlkopfvorsprung oder „Adamsapfel“, der bei Männern stärker ausgeprägt ist. Der dicke Ringknorpel bildet einen Ring mit einem breiten hinteren Bereich und einem dünneren vorderen Bereich. Drei kleinere, gepaarte Knorpel – die Arytenoide, Corniculate und Cuneiforms – haften an der Epiglottis und den Stimmbändern und Muskeln, die dazu beitragen, die Stimmbänder zu bewegen, um Sprache zu erzeugen.

Die Epiglottis, die am Schildknorpel befestigt ist, ist ein sehr flexibles Stück elastischen Knorpels, das die Öffnung der Luftröhre bedeckt. In der „geschlossenen“ Position liegt das nicht befestigte Ende der Epiglottis auf der Glottis auf. Die Stimmritze besteht aus den vestibulären Falten, den echten Stimmbändern und dem Raum zwischen diesen Falten. Eine Vestibularfalte oder falsches Stimmband ist einer von zwei gefalteten Abschnitten der Schleimhaut. Ein echtes Stimmband ist eine der weißen, membranartigen Falten, die durch Muskeln an den äußeren Rändern der Schilddrüse und des Kehlkopfknorpels des Kehlkopfes befestigt sind. Die Innenkanten der echten Stimmbänder sind frei, sodass Schwingungen Klang erzeugen können. Die Größe der Membranfalten der wahren Stimmbänder ist von Person zu Person unterschiedlich und erzeugt Stimmen mit unterschiedlichen Tonhöhen. Falten bei Männern sind in der Regel größer als bei Frauen, was eine tiefere Stimme erzeugt. Durch das Schlucken heben sich Rachen und Kehlkopf nach oben, wodurch sich der Rachen ausdehnt und der Kehldeckel des Kehlkopfes nach unten schwingt, wodurch die Öffnung zur Luftröhre geschlossen wird. Diese Bewegungen erzeugen eine größere Durchtrittsfläche für Nahrung, während gleichzeitig verhindert wird, dass Nahrung und Getränke in die Luftröhre gelangen.

Kontinuierlich mit dem Laryngopharynx ist der obere Teil des Larynx mit geschichtetem Plattenepithel ausgekleidet, das in ein pseudostratifiziertes Flimmerepithel mit Becherzellen übergeht. Ähnlich wie die Nasenhöhle und der Nasopharynx produziert dieses spezialisierte Epithel Schleim, um Ablagerungen und Krankheitserreger einzufangen, wenn sie in die Luftröhre eindringen. Die Flimmerhärchen schlagen den Schleim nach oben in Richtung des Kehlkopfes, wo er über die Speiseröhre verschluckt werden kann.

Luftröhre

Die Luftröhre (Luftröhre) erstreckt sich vom Kehlkopf in Richtung Lunge. Die Luftröhre besteht aus 16 bis 20 gestapelten, C-förmigen Knorpelstücken, die durch dichtes Bindegewebe verbunden sind. Der Trachealismuskel und das elastische Bindegewebe bilden zusammen die fibroelastische Membran, eine flexible Membran, die die hintere Oberfläche der Trachea verschließt und die C-förmigen Knorpel verbindet. Die fibroelastische Membran ermöglicht es der Luftröhre, sich beim Ein- und Ausatmen leicht zu dehnen und auszudehnen, während die Knorpelringe strukturellen Halt bieten und ein Kollabieren der Luftröhre verhindern. Darüber hinaus kann der Trachealismuskel kontrahiert werden, um beim Ausatmen Luft durch die Trachea zu drücken. Die Luftröhre ist mit pseudostratifiziertem Flimmerepithel ausgekleidet, das in den Kehlkopf übergeht. Die Speiseröhre grenzt nach hinten an die Luftröhre.

Bronchialbaum

An der Carina verzweigt sich die Trachea in die rechte und linke Primärbronchie. Diese Bronchien sind auch von pseudostratifiziertem Flimmerepithel ausgekleidet, das schleimproduzierende Becherzellen enthält. Die Carina ist eine erhabene Struktur, die spezialisiertes Nervengewebe enthält, das heftigen Husten auslöst, wenn ein Fremdkörper wie Nahrung vorhanden ist. Knorpelringe, ähnlich denen der Luftröhre, unterstützen die Struktur der Bronchien und verhindern deren Kollaps. Die Primärbronchien treten am Hilum in die Lunge ein, einem konkaven Bereich, in dem auch Blutgefäße, Lymphgefäße und Nerven in die Lunge gelangen. Die Bronchien verzweigen sich weiter in einen Bronchialbaum. Ein Bronchialbaum (oder Atembaum) ist der Sammelbegriff für diese mehrfach verzweigten Bronchien. Die Hauptfunktion der Bronchien besteht wie bei anderen leitenden Zonenstrukturen darin, einen Durchgang für die Luft zum Ein- und Ausströmen in jede Lunge bereitzustellen. Darüber hinaus fängt die Schleimhaut Schmutz und Krankheitserreger ein.

Von den Tertiärbronchien zweigt eine Bronchiole ab. Bronchiolen, die etwa 1 mm Durchmesser haben, verzweigen sich weiter, bis sie zu den winzigen Endbronchiolen werden, die zu den Strukturen des Gasaustausches führen. In jeder Lunge befinden sich mehr als 1000 terminale Bronchiolen. Die muskulären Wände der Bronchiolen enthalten keinen Knorpel wie die der Bronchien. Diese Muskelwand kann die Größe des Schlauchs ändern, um den Luftstrom durch den Schlauch zu erhöhen oder zu verringern.

Atemzone

Im Gegensatz zur Leitzone umfasst die Atemzone Strukturen, die direkt am Gasaustausch beteiligt sind. Die Atemzone beginnt dort, wo sich die terminalen Bronchiolen mit einer Atembronchiole, der kleinsten Art von Bronchiole, verbinden, die dann zu einem Alveolargang führt, der sich in eine Ansammlung von Alveolen öffnet.

Alveolen

Ein Alveolargang ist eine Röhre aus glatter Muskulatur und Bindegewebe, die sich in eine Ansammlung von Alveolen öffnet. Eine Alveole ist einer der vielen kleinen, traubenartigen Säcke, die an den Alveolargängen befestigt sind.

Ein Alveolarsack ist eine Ansammlung vieler einzelner Alveolen, die für den Gasaustausch verantwortlich sind. Eine Alveole hat einen Durchmesser von ungefähr 200 mm mit elastischen Wänden, die es der Alveole ermöglichen, sich während des Lufteinlasses zu dehnen, was die für den Gasaustausch verfügbare Oberfläche stark vergrößert. Alveolen sind mit ihren Nachbarn durch Alveolarporen verbunden, die dazu beitragen, den gleichen Luftdruck in den Alveolen und der Lunge aufrechtzuerhalten.

Die Alveolarwand besteht aus drei Hauptzelltypen: Alveolarzellen vom Typ I, Alveolarzellen vom Typ II und Alveolarmakrophagen. Eine Alveolarzelle vom Typ I ist eine Plattenepithelzelle der Alveolen, die bis zu 97 Prozent der Alveolaroberfläche ausmacht. Diese Zellen sind etwa 25 nm dick und hochgradig durchlässig für Gase. Eine Alveolarzelle vom Typ II ist zwischen den Zellen vom Typ I verstreut und sezerniert Lungensurfactant, eine Substanz aus Phospholipiden und Proteinen, die die Oberflächenspannung der Alveolen verringert. Um die Alveolarwand herum wandert der Alveolarmakrophagen, eine phagozytische Zelle des Immunsystems, die Ablagerungen und Krankheitserreger entfernt, die die Alveolen erreicht haben.

Das einfache Plattenepithel, das von Alveolarzellen vom Typ I gebildet wird, ist an einer dünnen, elastischen Basalmembran befestigt. Dieses Epithel ist extrem dünn und grenzt an die Endothelmembran der Kapillaren. Alveolen und Kapillarmembranen bilden zusammen eine etwa 0,5 mm dicke Atemmembran. Die Atmungsmembran ermöglicht den Durchgang von Gasen durch einfache Diffusion, wodurch Sauerstoff vom Blut zum Transport und CO . aufgenommen werden kann2 in die Luft der Alveolen freigesetzt werden.

Erkrankungen des Atmungssystems: Asthma

Asthma ist eine häufige Erkrankung, die sowohl bei Erwachsenen als auch bei Kindern die Lunge betrifft. Ungefähr 8,2 Prozent der Erwachsenen (18,7 Millionen) und 9,4 Prozent der Kinder (7 Millionen) in den Vereinigten Staaten leiden an Asthma. Darüber hinaus ist Asthma die häufigste Ursache für einen Krankenhausaufenthalt bei Kindern.

Asthma ist eine chronische Erkrankung, die durch Entzündungen und Ödeme der Atemwege sowie Bronchospasmen (d. h. Verengung der Bronchiolen) gekennzeichnet ist, die das Eindringen von Luft in die Lunge verhindern können. Außerdem kann es zu einer übermäßigen Schleimsekretion kommen, die weiter zum Verschluss der Atemwege beiträgt. Auch Zellen des Immunsystems, wie Eosinophile und mononukleäre Zellen, können an der Infiltration der Wände der Bronchien und Bronchiolen beteiligt sein.

Bronchospasmen treten periodisch auf und führen zu einem „Asthma-Anfall“. Ein Angriff kann durch Umweltfaktoren wie Staub, Pollen, Tierhaare oder Hautschuppen, Wetteränderungen, Schimmel, Tabakrauch und Atemwegsinfektionen oder durch Bewegung und Stress ausgelöst werden.

Symptome eines Asthmaanfalls sind Husten, Kurzatmigkeit, Keuchen und Engegefühl in der Brust. Zu den Symptomen eines schweren Asthmaanfalls, der sofortige ärztliche Hilfe erfordert, gehören Atembeschwerden, die zu blauen (zyanotischen) Lippen oder blauem Gesicht führen, Verwirrung, Schläfrigkeit, schneller Puls, Schwitzen und starke Angstzustände. Der Schweregrad der Erkrankung, die Häufigkeit der Anfälle und die identifizierten Auslöser beeinflussen die Art der Medikamente, die eine Person möglicherweise benötigt. Längerfristige Behandlungen werden für diejenigen mit schwererem Asthma verwendet. Kurzfristige, schnell wirkende Medikamente zur Behandlung eines Asthmaanfalls werden typischerweise über einen Inhalator verabreicht. Bei kleinen Kindern oder Personen, die Schwierigkeiten bei der Verwendung eines Inhalators haben, können Asthmamedikamente über einen Vernebler verabreicht werden.

In vielen Fällen ist die zugrunde liegende Ursache der Erkrankung unbekannt. Neuere Forschungen haben jedoch gezeigt, dass bestimmte Viren wie das humane Rhinovirus C (HRVC) und die Bakterien Mycoplasma pneumoniae und Chlamydia pneumoniae die im Säuglings- oder Kleinkindalter zugezogen werden, können zur Entstehung vieler Asthmafälle beitragen.

Übungsfrage

Sehen Sie sich dieses Video an, um mehr darüber zu erfahren, was bei einem Asthmaanfall passiert. Welche drei Veränderungen treten bei einem Asthmaanfall in den Atemwegen auf?

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[reveal-answer q=”360337″]Antwort anzeigen[/reveal-answer]
[hidden-answer a=”360337″]Entzündung und Bildung von dickem Schleim; Verengung der Atemwegsmuskulatur oder Bronchospasmus; und eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Allergenen.[/hidden-answer]

Kapitelrückblick

Das Atmungssystem ist verantwortlich für die Sauerstoffaufnahme und die Ausscheidung von Kohlendioxid und hilft bei der Sprachproduktion und bei der Wahrnehmung von Gerüchen.Aus funktioneller Sicht lässt sich das Atmungssystem in zwei große Bereiche unterteilen: die Leitzone und die Atemzone. Die leitende Zone besteht aus allen Strukturen, die Luftdurchgänge in die und aus der Lunge ermöglichen: die Nasenhöhle, den Rachen, die Luftröhre, die Bronchien und die meisten Bronchiolen. Die Nasengänge enthalten die Conchae und Meatuses, die die Oberfläche der Höhle erweitern, was dazu beiträgt, die einströmende Luft zu erwärmen und zu befeuchten, während Ablagerungen und Krankheitserreger entfernt werden. Der Pharynx besteht aus drei Hauptabschnitten: dem Nasopharynx, der in die Nasenhöhle übergeht; der Oropharynx, der an den Nasopharynx und die Mundhöhle grenzt; und der Laryngopharynx, der an Oropharynx, Luftröhre und Speiseröhre grenzt. Die Atemzone umfasst die Strukturen der Lunge, die direkt am Gasaustausch beteiligt sind: die terminalen Bronchiolen und Alveolen.

Die Auskleidung der Leitungszone besteht hauptsächlich aus pseudostratifiziertem Flimmerepithel mit Becherzellen. Der Schleim fängt Krankheitserreger und Ablagerungen ein, während schlagende Flimmerhärchen den Schleim nach oben in Richtung Rachen bewegen, wo er geschluckt wird. Wenn die Bronchiolen immer kleiner werden und sich den Alveolen nähern, wird das Epithel dünner und ist ein einfaches Plattenepithel in den Alveolen. Das Endothel der umgebenden Kapillaren bildet zusammen mit dem Alveolarepithel die Atemmembran. Dies ist eine Blut-Luft-Schranke, durch die der Gasaustausch durch einfache Diffusion erfolgt.

Selbstüberprüfung

Beantworten Sie die Frage(n) unten, um zu sehen, wie gut Sie die im vorherigen Abschnitt behandelten Themen verstehen.

Fragen zum kritischen Denken

  1. Beschreiben Sie die drei Regionen des Rachens und ihre Funktionen.
  2. Wenn eine Person eine Verletzung der Epiglottis erleidet, was wäre das physiologische Ergebnis?
  3. Vergleichen und kontrastieren Sie die leitenden und respiratorischen Zonen.

[reveal-answer q=”40990″]Antworten anzeigen[/reveal-answer]
[versteckte Antwort a=”40990″]

  1. Der Rachen hat drei Hauptregionen. Die erste Region ist der Nasopharynx, der mit der hinteren Nasenhöhle verbunden ist und als Atemweg fungiert. Die zweite Region ist der Oropharynx, der in den Nasopharynx übergeht und am Schlund mit der Mundhöhle verbunden ist. Der Laryngopharynx ist mit dem Oropharynx und der Speiseröhre und Luftröhre verbunden. Sowohl der Oropharynx als auch der Laryngopharynx sind Durchgänge für Luft und Nahrung und Getränke.
  2. Die Epiglottis ist eine Region des Kehlkopfes, die beim Schlucken von Speisen oder Getränken wichtig ist. Wenn eine Person schluckt, bewegt sich der Pharynx nach oben und die Epiglottis schließt sich über der Luftröhre, wodurch verhindert wird, dass Nahrung oder Getränke in die Luftröhre gelangen. Würde der Kehldeckel einer Person verletzt, wäre dieser Mechanismus beeinträchtigt. Infolgedessen kann die Person Probleme mit dem Eindringen von Speisen oder Getränken in die Luftröhre und möglicherweise in die Lunge haben. Im Laufe der Zeit kann dies zu Infektionen wie einer Lungenentzündung führen.
  3. Die Leitzone des Atmungssystems umfasst die Organe und Strukturen, die nicht direkt am Gasaustausch beteiligt sind, aber andere Aufgaben erfüllen, wie z. Solche Strukturen umfassen die Nasenhöhle, den Rachen, den Kehlkopf, die Luftröhre und den größten Teil des Bronchialbaums. Die Atemzone umfasst alle Organe und Strukturen, die direkt am Gasaustausch beteiligt sind, einschließlich der Atembronchiolen, Alveolargänge und Alveolen.

[/versteckte-Antwort]

Glossar

ähm: (Plural = alae) kleine, sich erweiternde Struktur eines Nasenlochs, das die seitliche Seite der Nasenlöcher bildet

Flügelknorpel: Knorpel, der die Nasenspitze stützt und hilft, die Nasenlöcher zu formen; es ist mit dem Septumknorpel und dem Bindegewebe der Flügel verbunden

Alveolarkanal: Röhrchen, das von der terminalen Bronchiole zur Atembronchiole führt und der Ansatzpunkt der Alveolen ist

Alveolarmakrophagen: Immunsystemzelle der Alveole, die Ablagerungen und Krankheitserreger entfernt

Alveolarpore: Öffnung, die den Luftstrom zwischen benachbarten Alveolen ermöglicht

Alveolarsack: Ansammlung von Alveolen

Alveole: kleiner, traubenartiger Sack, der den Gasaustausch in der Lunge durchführt

Apex: Spitze der äußeren Nase

Bronchialbaum: Sammelbezeichnung für die mehreren Äste der Bronchien und Bronchiolen des Atmungssystems

Brücke: Teil der äußeren Nase, der im Bereich der Nasenknochen liegt

Bronchiole: Bronchienzweig mit einem Durchmesser von 1 mm oder weniger, der in den Alveolarbeuteln endet

Bronchien: Schlauch, der mit der Trachea verbunden ist, der sich in viele Nebenstellen verzweigt und einen Durchgang für Luft zum Ein- und Ausströmen der Lunge bietet

Leitungszone: Region des Atmungssystems, die die Organe und Strukturen umfasst, die Luftdurchgänge bereitstellen und nicht direkt am Gasaustausch beteiligt sind

Ringknorpel: Teil des Kehlkopfes, bestehend aus einem Knorpelring mit einem breiten hinteren Bereich und einem dünneren vorderen Bereich; an der Speiseröhre befestigt

Nasenrücken: Zwischenteil der äußeren Nase, der den Nasenrücken mit dem Apex verbindet und vom Nasenbein getragen wird

Epiglottis: blattförmiges Stück elastischen Knorpels, das ein Teil des Kehlkopfes ist, der beim Schlucken schwingt, um die Luftröhre zu schließen

äußere Nase: Bereich der Nase, der für andere gut sichtbar ist

hähne: Teil der hinteren Mundhöhle, der die Mundhöhle mit dem Oropharynx verbindet

fibroelastische Membran: spezialisierte Membran, die die Enden des C-förmigen Knorpels in der Luftröhre verbindet; enthält glatte Muskelfasern

Glottis: Öffnung zwischen den Stimmlippen, durch die die Luft beim Sprechen strömt

Kehlkopfprominenz: Region, in der sich die beiden Lamina des Schildknorpels verbinden und einen Vorsprung bilden, der als "Adamsapfel" bekannt ist

Kehlkopf: Teil des Pharynx, der oben vom Oropharynx und unten von Speiseröhre und Luftröhre begrenzt wird; dient als Weg für Luft und Nahrung

Larynx: Knorpelstruktur, die die Stimme erzeugt, das Eindringen von Speisen und Getränken in die Luftröhre verhindert und das Luftvolumen reguliert, das in die Lunge ein- und austritt

linguale Tonsille: Lymphgewebe am Zungengrund

Meatus: eine von drei Vertiefungen (obere, mittlere und untere) in der Nasenhöhle, die an den Muscheln befestigt ist und die Oberfläche der Nasenhöhle vergrößert

Naris: (Plural = nares) Öffnung der Nasenlöcher

Nasenbein: Schädelknochen, der unter der Nasenwurzel und dem Nasenrücken liegt und mit den Stirn- und Oberkieferknochen verbunden ist

Nasenscheidewand: Wand aus Knochen und Knorpel, die die linke und rechte Nasenhöhle trennt

Nasopharynx: Teil des Pharynx, flankiert von Conchae und Oropharynx, der als Atemwege dient

Oropharynx: Teil des Pharynx, flankiert von Nasopharynx, Mundhöhle und Laryngopharynx, der ein Durchgang für Luft und Nahrung ist

Gaumenmandel: eine der gepaarten Strukturen, die aus lymphoidem Gewebe bestehen und vor der Uvula am Dach des Isthmus der Fauces liegen

Nasennebenhöhlen: einer der Hohlräume innerhalb des Schädels, der mit den Muscheln verbunden ist, die dazu dienen, die einströmende Luft zu erwärmen und zu befeuchten, Schleim zu produzieren und das Gewicht des Schädels zu verringern; besteht aus Stirn-, Kiefer-, Keilbein- und Siebbeinhöhlen

Rachenmandeln: Struktur aus lymphoidem Gewebe im Nasopharynx

Rachen: Region der leitenden Zone, die eine Röhre aus Skelettmuskel bildet, die mit respiratorischem Epithel ausgekleidet ist; zwischen den Nasenmuscheln und der Speiseröhre und Luftröhre gelegen

Philtrum: konkave Oberfläche des Gesichts, die die Nasenspitze mit der Oberlippe verbindet

Lungensurfactant: Substanz aus Phospholipiden und Proteinen, die die Oberflächenspannung der Alveolen verringert; hergestellt von Alveolarzellen vom Typ II

Bronchiolen der Atemwege: bestimmte Art von Bronchiol, die zu Alveolarbeuteln führt

respiratorisches Epithel: bewimperte Auskleidung eines Großteils der leitenden Zone, die darauf spezialisiert ist, Schmutz und Krankheitserreger zu entfernen und Schleim zu produzieren

Atmungsmembran: Alveolar- und Kapillarwand zusammen, die eine Luft-Blut-Barriere bilden, die die einfache Diffusion von Gasen erleichtert

Atemzone: umfasst Strukturen des Atmungssystems, die direkt am Gasaustausch beteiligt sind

Wurzel: Bereich der äußeren Nase zwischen den Augenbrauen

Schilddrüsenknorpel: größtes Knorpelstück, das den Kehlkopf bildet und aus zwei Lamellen besteht

Luftröhre: Schlauch aus Knorpelringen und Stützgewebe, der die Lungenbronchien und den Kehlkopf verbindet; bietet einen Weg für die Luft, um in die Lunge ein- und auszutreten

Trachealis-Muskel: glatte Muskulatur in der fibroelastischen Membran der Trachea

wahres Stimmband: eine von zwei gefalteten, weißen Membranen, die einen freien inneren Rand haben, der beim Durchströmen von Luft schwingt, um Schall zu erzeugen

Alveolarzelle Typ I: Plattenepithelzellen, die den Hauptzelltyp in der Alveolarwand darstellen; hoch durchlässig für Gase

Alveolarzelle Typ II: quaderförmige Epithelzellen, die der untergeordnete Zelltyp in der Alveolarwand sind; Lungensurfactant absondern

Vestibularfalte: Teil der gefalteten Region der Glottis aus Schleimhaut; unterstützt den Kehldeckel beim Schlucken

Verweise

Bizzintino J, Lee WM, Laing IA, Vang F, Pappas T, Zhang G, Martin AC, Khoo SK, Cox DW, Geelhoed GC, et al. Zusammenhang zwischen humanem Rhinovirus C und der Schwere des akuten Asthmas bei Kindern. Eur Respir J [Internet]. 2010 [zitiert am 22. März 2013]; 37(5):1037–1042. Verfügbar unter: erj.ersjournals.com/gca?submi...%2F1037&allch=

Kumar V, Ramzi S, Robbins SL. Robbins grundlegende Pathologie. 7. Aufl. Philadelphia (PA): Elsevier Ltd; 2005.

Martin RJ, Kraft M, Chu HW, Berns, EA, Cassell GH. Ein Zusammenhang zwischen chronischem Asthma und chronischer Infektion. J Allergie Clin Immunol [Internet]. 2001 [zitiert am 22. März 2013]; 107(4):595-601. Verfügbar unter: erj.ersjournals.com/gca?submi...%2F1037&allch=


Atmungssystem (Anatomie)

Definition: Das Atmungssystem (auch Beatmungssystem genannt) ist ein komplexes biologisches System, das aus mehreren Organen besteht, die das Ein- und Ausatmen von Sauerstoff und Kohlendioxid in lebenden Organismen (oder anders ausgedrückt die Atmung) erleichtern. Die meisten Organe des Atmungssystems helfen bei der Luftverteilung, aber nur die winzigen, traubenartigen Alveolen und die Alveolargänge sind für den eigentlichen Gasaustausch verantwortlich.

Neben der Luftverteilung und dem Gasaustausch erwärmen und befeuchten die Filter des Atmungssystems die Atemluft. Auch beim Sprechen und beim Geruchssinn spielen Organe der Atemwege eine Rolle. Es hilft dem Körper auch, die Homöostase oder das Gleichgewicht zwischen den vielen Elementen der inneren Umgebung des Körpers aufrechtzuerhalten.

Bei den meisten Fischen und einer Reihe anderer Wassertiere (sowohl Wirbeltiere als auch Wirbellose) besteht das Atmungssystem aus Kiemen, die entweder teilweise oder vollständig äußere Organe sind, die in der wässrigen Umgebung gebadet werden. Andere Tiere wie Insekten haben Atmungssysteme mit sehr einfachen anatomischen Merkmalen, und bei Amphibien spielt sogar die Haut eine wichtige Rolle beim Gasaustausch. Pflanzen haben auch Atmungssysteme, aber die Richtung des Gasaustauschs kann der bei Tieren entgegengesetzt sein. Das Atmungssystem in Pflanzen umfasst anatomische Merkmale wie Spaltöffnungen, die in verschiedenen Teilen der Pflanze zu finden sind.

Ein gut funktionierendes Atmungssystem ist ein wesentlicher Bestandteil unserer Gesundheit. Atemwegsinfektionen können akut und manchmal lebensbedrohlich sein. Sie können auch chronisch sein, wodurch sie das Immunsystem, das endokrine System, die HPA-Achse und vieles mehr langfristig enorm belasten.

Anatomie des Atmungssystems: Bei Menschen und anderen Säugetieren ist die Anatomie eines typischen Atmungssystems der Respirationstrakt. Der Trakt ist in einen oberen und einen unteren Atemtrakt unterteilt. Der obere Trakt umfasst die Nase, die Nasenhöhlen, die Nebenhöhlen, den Rachen und den Teil des Kehlkopfes über den Stimmlippen. Der untere Trakt umfasst den unteren Teil des Kehlkopfes, die Luftröhre, Bronchien, Bronchiolen und die Alveolen.

Das Atmungssystem ist in zwei Hauptkomponenten unterteilt:

Obere Atemwege: Die Organe der oberen Atemwege, die aus Nase, Rachen und Kehlkopf bestehen, liegen außerhalb der Brusthöhle.

  • Nasenhöhle: In der Nase fängt die klebrige Schleimhaut der Nasenhöhle Staubpartikel ein, und winzige Härchen, die Zilien genannt werden, helfen, sie in die Nase zu transportieren, um sie zu niesen oder auszublasen.
  • Nebenhöhlen: Diese luftgefüllten Räume neben der Nase tragen dazu bei, den Schädel leichter zu machen.
  • Pharynx: Sowohl Nahrung als auch Luft passieren den Pharynx, bevor sie ihre entsprechenden Ziele erreichen. Auch beim Sprechen spielt der Rachen eine Rolle.
  • Kehlkopf: Der Kehlkopf ist für die menschliche Sprache unerlässlich.

Untere Atemwege: Die Organe der unteren Atemwege, die aus der Luftröhre, der Lunge und allen Segmenten des Bronchialbaums (einschließlich der Alveolen) bestehen, befinden sich in der Brusthöhle.

  • Luftröhre: Die Luftröhre liegt direkt unter dem Kehlkopf und ist der Hauptluftweg zur Lunge.
  • Lunge: Zusammen bilden die Lungen eines der größten Organe des Körpers. Sie sind dafür verantwortlich, die Kapillaren mit Sauerstoff zu versorgen und Kohlendioxid auszuatmen.
  • Bronchien: Die Bronchien verzweigen sich von der Trachea in jede Lunge und bilden das Netzwerk komplizierter Durchgänge, die die Lunge mit Luft versorgen.
  • Zwerchfell: Das Zwerchfell ist der wichtigste Atemmuskel, der sich zusammenzieht und entspannt, um Luft in die Lunge zu lassen.

Die Hauptorgane des Atmungssystems dienen in erster Linie dazu, das Körpergewebe mit Sauerstoff für die Zellatmung zu versorgen, das Abfallprodukt Kohlendioxid zu entfernen und das Säure-Basen-Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Teile des Atmungssystems werden auch für nicht lebenswichtige Funktionen wie Geruchswahrnehmung, Sprachproduktion und zum Anstrengen wie bei der Geburt oder beim Husten verwendet.

Die Alveolen sind die Sackgassen des “tree”, was bedeutet, dass jede Luft, die in sie eindringt, auf demselben Weg wieder austreten muss. Ein solches System erzeugt einen Totraum, ein Luftvolumen (ca. 150 ml beim erwachsenen Menschen), das nach dem Ausatmen die Atemwege füllt und in die Alveolen zurückgeatmet wird, bevor die Umgebungsluft diese erreicht. Am Ende der Inhalation sind die Atemwege mit Umgebungsluft gefüllt, die ausgeatmet wird, ohne mit dem Gasaustauscher in Berührung zu kommen.

Funktionell kann das Atmungssystem in eine Leitungszone und eine Atmungszone unterteilt werden. Die Leitzone des Atmungssystems umfasst die Organe und Strukturen, die nicht direkt am Gasaustausch beteiligt sind. Der Gasaustausch findet in der Atemzone statt.

  • Leitende Zone – Die Hauptfunktionen der leitenden Zone bestehen darin, einen Weg für die ein- und ausgehende Luft bereitzustellen, Schmutz und Krankheitserreger aus der einströmenden Luft zu entfernen und die einströmende Luft zu erwärmen und zu befeuchten. Mehrere Strukturen innerhalb der leitenden Zone erfüllen auch andere Funktionen. Das Epithel der Nasengänge ist beispielsweise für die Wahrnehmung von Gerüchen unerlässlich, und das Bronchialepithel, das die Lunge auskleidet, kann einige luftgetragene Karzinogene verstoffwechseln.
  • Atemzone – Im Gegensatz zur Leitzone umfasst die Atemzone Strukturen, die direkt am Gasaustausch beteiligt sind. Die Atemzone beginnt dort, wo sich die terminalen Bronchiolen mit einer Atembronchiole, der kleinsten Art von Bronchiole, verbinden, die dann zu einem Alveolargang führt, der sich in eine Ansammlung von Alveolen öffnet.

Homöostatische Kontrolle der Atmung: Die letzte physiologische Funktion des Atmungssystems ist die homöostatische Kontrolle der Atmung oder anders ausgedrückt die Fähigkeit des Körpers, eine konstante Atemfrequenz aufrechtzuerhalten. Dies wird als Eupnoe bezeichnet. Dieser Zustand sollte konstant bleiben, bis der Körper aufgrund erhöhter Anstrengung einen erhöhten Bedarf an Sauerstoff und Kohlendioxid hat, der höchstwahrscheinlich durch körperliche Aktivität verursacht wird. Wenn dies geschieht, nehmen Chemorezeptoren den erhöhten Partialdruck von Sauerstoff und Kohlendioxid auf und senden Trigger an das Gehirn. Das Gehirn signalisiert dann dem Atemzentrum, die Atemfrequenz und -tiefe anzupassen, um den erhöhten Anforderungen gerecht zu werden.

Klinische Bedeutung des Atmungssystems:

Erkrankungen des Atmungssystems können in mehrere allgemeine Gruppen eingeteilt werden:

  • Atemwegsobstruktive Erkrankungen (z. B. Emphysem, Bronchitis, Asthma)
  • Restriktive Lungenerkrankungen (z. B. Fibrose, Sarkoidose, Alveolarschäden, Pleuraerguss)
  • Gefäßerkrankungen (z. B. Lungenödem, Lungenembolie, Lungenhochdruck)
  • Infektions-, Umwelt- und andere “Krankheiten” (z. B. Lungenentzündung, Tuberkulose, Asbestose, Partikelschadstoffe)
  • Primäre Krebserkrankungen (z. B. Bronchialkarzinom, Mesotheliom)
  • Sekundäre Krebsarten (z. B. Krebsarten, die an anderer Stelle im Körper entstanden sind, sich aber in der Lunge ausgesät haben)
  • Unzureichendes Surfactant (z. B. Atemnotsyndrom bei Frühgeborenen).

Erkrankungen des Atmungssystems werden in der Regel von einem Pneumologen und Atemtherapeuten behandelt.


Definition des Atmungssystems

Das Atmungssystem ist eine Struktur spezialisierter Organe und Gewebe, die bei allen Tieren vorhanden sind. Diese Struktur ermöglicht den Gasaustausch und ermöglicht die Atmung.

Wenn wir uns auf den Menschen konzentrieren, nimmt diese Struktur Sauerstoff auf und stößt Kohlendioxid aus. Die Lunge ist das Hauptorgan, das für den Gasaustausch zuständig ist wie die Person atmet. Es setzt sich aber auch aus einer Vielzahl von Organen wie Nase, Rachen, Luftröhre oder Bronchien zusammen, die wir später noch erwähnen werden.

Beim Atmen erhalten die roten Blutkörperchen den Sauerstoff aus der Lunge und transportieren ihn zum Rest des Körpers. Dann nehmen sie das Kohlendioxid auf und transportieren es in die Lunge, von wo es beim Ausatmen aus unserem Körper austritt.

Wie alle Lebewesen brauchen wir Sauerstoff zum Leben. Wenn unser Körper eine verminderte Sauerstoffaufnahme (Hypoxie) oder einen absoluten Sauerstoffmangel (Anoxie) erfährt, beginnen Gehirnzellen abzusterben, was zu schweren Hirnschäden und schließlich zum Tod führen kann.

Damit wir unseren Organismus mit genügend Sauerstoff zum Überleben versorgen können, das Atmungssystem führt Ein- und Ausatmungen basierend auf einer Atemfrequenz durch das variiert in der Regel je nach Alter, körperlichem Zustand der Person und der Situation, in der sie sich zum Zeitpunkt der Atmung befindet.

Die Atemfrequenz für Babys beträgt etwa 40 Atemzüge pro Minute, die sich im Schlaf auf 20 reduzieren kann. Bei Erwachsenen liegt sie in Ruhe zwischen 12 und 16 Atemzügen pro Minute. Diese Zahlen können variieren, wenn die Person sich körperlich betätigt oder unter hohem Stress oder Angstzuständen steht, die bis zu 45 Atemzüge pro Minute erhöhen können.


Organisation des Nervensystems

Wie Sie vielleicht vorhersagen können, ist das menschliche Nervensystem sehr komplex.Es hat mehrere Unterteilungen, beginnend mit seinen beiden Hauptteilen, dem Zentralnervensystem (ZNS) und dem peripheren Nervensystem (PNS), wie in der Abbildung unten gezeigt (Abbildung 8.2.4). Das ZNS umfasst das Gehirn und das Rückenmark, und das PNS besteht hauptsächlich aus nerven , die Bündel von Axonen von Neuronen sind. Die Nerven des PNS verbinden das ZNS mit dem Rest des Körpers.

Abbildung 8.2.4 Die zwei Hauptabteilungen des Nervensystems: das zentrale Nervensystem (ZNS) – das Gehirn und das Rückenmark umfasst – und das periphere Nervensystem (PNS), das Nerven und Ganglien (Singular, Ganglion) umfasst übertragen Informationen zwischen dem ZNS an den Rest des Körpers.

Das PNS kann weiter in zwei Bereiche unterteilt werden, die als autonomes und somatisches Nervensystem bekannt sind (Abb. 8.2.5 ). Diese Abteilungen steuern verschiedene Arten von Funktionen und interagieren oft mit dem ZNS, um diese Funktionen auszuführen. Das somatische Nervensystem steuert Aktivitäten, die unter freiwilliger Kontrolle stehen, wie zum Beispiel das Drehen eines Lenkrads. Das autonome Nervensystem steuert Aktivitäten, die nicht unter freiwilliger Kontrolle stehen, wie zum Beispiel das Verdauen einer Mahlzeit. Das autonome Nervensystem hat drei Hauptabteilungen: die sympathische Abteilung (die die Kampf-oder-Flucht-Reaktion in Notfällen steuert), die parasympathische Abteilung (die die routinemäßigen „Haushalts“-Funktionen des Körpers zu anderen Zeiten steuert) und die enterische Abteilung (die lokale Kontrolle des Verdauungssystems bietet).

Abbildung 8.2.5 Abteilungen des Nervensystems.

Atemwegsinfektion

Infektionen des Atmungssystems sind häufig, da die Atmungsstrukturen der äußeren Umgebung ausgesetzt sind. Atemwegsstrukturen kommen manchmal mit Infektionserregern wie Bakterien und Viren in Kontakt. Diese Keime befallen Atemwegsgewebe, verursachen Entzündungen und können sowohl die oberen als auch die unteren Atemwege befallen.

Die Erkältung ist die bekannteste Form der Infektion der oberen Atemwege. Andere Arten von Infektionen der oberen Atemwege sind Sinusitis (Entzündung der Nebenhöhlen), Mandelentzündung (Entzündung der Mandeln), Epiglottitis (Entzündung der Epiglottis, die die Luftröhre bedeckt), Laryngitis (Entzündung des Kehlkopfes) und Influenza.

Infektionen der unteren Atemwege sind oft weitaus gefährlicher als Infektionen der oberen Atemwege. Zu den Strukturen der unteren Atemwege gehören die Luftröhre, die Bronchien und die Lunge. Bronchitis (Entzündung der Bronchien), Lungenentzündung (Entzündung der Lungenbläschen), Tuberkulose und Influenza sind Infektionen der unteren Atemwege.


8.2 Das Atmungssystem von Säugetieren


Die Atmung bei Säugetieren wird in verschiedene Kategorien unterteilt:

Atmung – wird in zwei Aktionen unterteilt, 1) Einatmen oder das Einatmen von Luft und 2) Ausatmen oder das Ausatmen von Luft

Äußere Atmung – ist der Austausch der Gase O und CO zwischen der Luft und dem Blut


Innere Atmung – ist der Austausch von O2 und CO2 zwischen Blut und den Zellen im Körper


Zellatmung – Dies sind die komplexen Schritte chemischer Reaktionen, die hauptsächlich in den Mitochondrien stattfinden


Verschiedene Säugetiere haben unterschiedliche Atmungssysteme, aber alle haben eine Lunge und benötigen eine feuchte Atmosphäre, in der sie Gase austauschen können. Der menschliche Körper ist ein gutes Beispiel dafür, wie Säugetiere ihre Systeme an ihre Umgebung angepasst haben.

Der Weg der Luft im menschlichen Körper

Die Gateways zu unserem Atmungssystem sind häufig bekannt als Nase und Mund.Diese Tore führen zu den Wegen und Treffen Sie sich in einer Kammer, die als Pharynx bekannt ist. Nach dem Rachen gibt es zwei Durchgänge das offen ist die Speiseröhre was zum Magen führt, und die geschlossen (oder bewacht) ist die Luftröhre und führt zur Lunge. Die Luftröhre ist bewacht durch eine Falltür namens Epiglottis die verhindert, dass unbekannte Substanzen wie Lebensmittel in die Lunge gelangen. Nach der Epiglottis, die Kehlkopf (oder Sprachbox) befindet sich in einer erweiterten Kammer. Der Kehlkopf ermöglicht es uns zu sprechen und Geräusche zu produzieren. Nach dem Kehlkopf die Luftröhre verästelt sich in zwei Atemwege, die Bronchien genannt werden. Einer der Bronchien führt in die linke Lunge und der andere führt in die rechte Lunge. Jedes von den Bronchus verzweigt sich in immer kleinere Atemwege, von denen die kleinsten werden Bronchiolen genannt. Die Bronchiolen enden jeweils in a winziger luftgefüllter Sack, der Alveole genannt wird. Es gibt Millionen von Alveolen und sie ähneln Weintrauben. Die Alveolen sind eine einzelne Zelle dick und sind der Ort, an dem der Gasaustausch beim Menschen stattfindet.

Luft strömt durch Nase und Mund, Rachen, Kehldeckel, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien, Bronchiolen und endet in den Alveolen.

Es gibt noch andere Faktoren, die die Atmung unterstützen.


Unsere Lungen passen beide genau in unsere Brusthöhle und werden durch die Rippen geschützt. Unter der Lunge befindet sich ein dicker, kuppelförmiger Muskel, der als Zwerchfell bezeichnet wird und wie der Boden für den Brustkorb aussieht. Das Zwerchfell bewegt sich zusammen mit den Muskeln zwischen den Rippen auf und ab, um uns beim Atmen zu helfen.

Die Tore zum Atmungssystem spielen eine wichtige Rolle bei der Atmung. Wenn Luft durch die Nasenlöcher eingeatmet wird, können die borstigen Härchen Staub und andere Partikel aus der Luft filtern und einfangen. Wenn Partikel zu klein sind, um von den Haaren eingefangen zu werden, können sie weiter in den Nasengängen im Schleim eingeschlossen werden. Eine Schleimhaut ist eine klebrige Auskleidung, die das gesamte Atmungssystem bedeckt. Der Schleim fügt der Luft, die Sie atmen, Feuchtigkeit zu, sodass sie für die Lunge geeignet ist.

Durch die Nasenlöcher gelangt Luft in eine große Kammer, die Nasenhöhle. Die Nasenhöhle wird durch die Nasenscheidewand in zwei Hälften geteilt. Drei flache schwammartige Platten, die Nasenmuscheln oder Nasenmuscheln genannt, ragen in die Höhle und erwärmen die Luft Knochen, die die Nasenhöhle umgeben, haben Hohlräume, die Sinus genannt werden, die die Knochen leichter machen. Das Zäpfchen ist ein Fleischlappen, der die Nasenhöhle verschließen kann und sich hinten am Gaumen befindet. Wenn dies nicht schnell genug schließt, können Sie die Flüssigkeit, die Sie trinken, niesen oder auslachen. Wenn Sie durch den Mund atmen, fühlt sich Ihre Kehle kühler und trockener an. Der Mund ist nicht dafür ausgelegt, die Atemluft zu reinigen, zu erwärmen oder zu befeuchten. Das Atmen durch den Mund kann jedoch zusätzlichen Sauerstoff aufnehmen, wenn Sie trainieren oder wenn Ihre Nase von einer Erkältung verstopft ist. Schnarchen kann auftreten, wenn Sie beim Schlafen durch den Mund atmen. Dies geschieht, wenn das Zäpfchen in die Gänge herabhängt und ein grollendes / vibrierendes Geräusch macht.

Die Atemwege des Atmungssystems umfassen die Mandeln, den Rachen, den Kehlkopf, den Kehldeckel, die Luftröhre, die Bronchien und die Bronchiolen.

Pharynx – Luft passiert die Mandeln im Pharynx. Die Mandeln produzieren krankheitsbekämpfende weiße Blutkörperchen. Der Rachen führt zum Kehlkopf.

Kehlkopf – Der Kehlkopf ist eine Kammer, die wie eine dreieckige Schachtel geformt ist und Wände aus Knorpel hat. Manchmal ist dies vorne am Hals zu sehen und wird Adamsapfel genannt. Luft muss durch den Kehlkopf strömen, um Sprache und Geräusche zu erzeugen.

Luftröhre – Die Luftröhre ist flexibel und stark. Es ist 10-13 Zentimeter lang und hat einen Durchmesser von etwa 2,5 Zentimetern. Der Kehlkopf erstreckt sich vom Kehlkopf bis in die Brust und seine Wände sind dick und muskulös. Es wird durch C-förmige Knorpelringe verstärkt, die Sie an der Vorderseite Ihres Halses spüren können. Diese Ringe halten Ihre Kehle offen, wenn Sie sich bewegen, und können sich festziehen, wenn etwas Festes versehentlich herunterrutscht.

Bronchien – Die Luftröhre teilt sich in zwei schmale Röhren, die Bronchien genannt werden. Die Bronchien sind zusätzlich durch Knorpelringe verstärkt, um ein Verschließen zu verhindern. Ein Bronchus geht in jede Lunge und teilt sich in immer kleinere Röhren.

Bronchiolen – Die Bronchiolen sind die kleinsten Luftröhren und haben einen Durchmesser von etwa 1 mm. Sie haben keine Knorpelunterstützung und sind sehr elastisch. Sie haben Muskelstränge, die sich zusammenziehen können, um ihre Öffnungen zu verengen und den Luftstrom zu verlangsamen.

In der Lunge findet die äußere Atmung statt. Die Lunge sieht aus wie zwei gräulich-rosa Ballons. Die rechte Lunge teilt sich in drei Lappen, während die linke Lunge nur zwei Lappen hat, um auch das Herz aufzunehmen. Die beiden Lungen wiegen 1 Kilogramm. Die Lunge ist von zwei Membranen bedeckt, die als Pleurae bezeichnet werden. Einer ist an der Brustwand befestigt und der andere umgibt die Lunge. Die Pleuramembranen schützen die Lunge, sodass wir uns beim Atmen bewegen können. Der Raum dazwischen ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, die sie zusammenhält. Wenn die Brustmuskulatur die Brusthöhle ausdehnt, zieht die Pleurae und bewirkt, dass sich auch die Lunge ausdehnt.

Die Bronchien in der Lunge teilen sich 20-mal, wodurch Bronchiolen entstehen. Diese Bronchiolen haben an den Enden Alveolenbüschel. In der Lunge befinden sich 300-400 Millionen Alveolen. Auf jeder Alveole befindet sich ein Netz von Kapillaren, so dass Gas ungehindert zwischen den Alveolen und den Kapillarwänden strömen kann. Die Alveolen benötigen eine Antihaftbeschichtung namens Tensid, um ein Zusammenkleben der Wände zu verhindern und das Aufblasen der Säcke zu erleichtern. Dies verringert die Anstrengung, die für die Atmung erforderlich ist.

Bei einem Neugeborenen hat die Lunge eine blassrosa Farbe, aber die Lunge wird mit zunehmendem Alter dunkler. Obwohl unser Filtersystem die meisten Partikel fernhält, kann es nicht alle aufhalten. Schließlich gelangen Partikel in die Atemwege und verursachen Narben. Die Lunge eines Bergmanns kann nach jahrelangem Einatmen von Staub schwarz aussehen, aber die Lunge eines Eskimos kann sein ganzes Leben lang rosa bleiben, da er in einer staubfreien Umgebung lebt.

Die Rippen sind 12 Paare flacher Knochen, die an der Wirbelsäule angelenkt sind, sich zur Vorderseite der Brust krümmen und die meisten durch flexiblen Knorpel am Brustbein befestigt sind. Das Brustbein ist ein langer flacher Knochen in der Mitte unserer Brust und wird auch als Brustbein bezeichnet. Alle Rippen sind mit der Wirbelsäule und der darüber liegenden Rippe durch Knorpel verbunden, mit Ausnahme der letzten beiden. Dadurch können sich alle Rippen beim Atmen gleichzeitig bewegen.

Die Muskeln zwischen den Rippen werden als Interkostalmuskeln bezeichnet. Es gibt zwei Arten von Interkostalmuskeln, die innere und die äußere. Beim Einatmen kontrahieren und verkürzen sich die Muskeln, dies zieht die Rippen enger zusammen und hebt den Brustkorb an, wodurch das Lungenvolumen vergrößert wird. Beim Ausatmen entspannen sich die Muskeln und der Brustkorb wird zurückgezogen.

Das Zwerchfell krümmt sich nach oben in die Brusthöhle knapp unterhalb der Rippen und folgt der gekrümmten Linie des Brustkorbs. Das Zwerchfell trennt die Lunge und das Herz von den anderen Organen des Körpers. Magen, Leber und Bauchspeicheldrüse befinden sich direkt unter dem Zwerchfell.


Gasaustausch durch tierische Atmungsorgane (mit Diagramm)

Bei kleinen Organismen (z.B. Amöbe, Paramecium) erfolgt der Gasaustausch über die allgemeine Körperoberfläche oder die Zellmembran.

Größere Tiere (z. B. Vögel, Säugetiere) haben jedoch einen viel höheren Energiebedarf.

Daher benötigen sie viel mehr Sauerstoff, als durch Diffusion über die gesamte Körperoberfläche gedeckt werden kann. Daher haben sie spezielle Atmungsorgane, die eine stark vergrößerte Oberfläche haben, durch die Sauerstoff diffundieren kann.

Die menschliche Lunge hat beispielsweise Millionen von Luftsäcken, deren Oberfläche ein Vielfaches der Körperoberfläche beträgt. Diese Luftsäcke sind am Gasaustausch beteiligt.

Bei Tieren gibt es drei Arten von Atmungsorganen – Luftröhre, Kiemen und Lunge. Insekten haben ein feines System von Luftschläuchen, die alle Körperteile erreichen. Ein solcher Tubus wird Trachea genannt.

Über die Luftröhre gelangt Sauerstoff in das Gewebe. Kiemen sind Atmungsorgane, die bei Wassertieren vorkommen. Vielleicht haben Sie die Kiemen eines Fisches gesehen. Reptilien, Vögel und Säugetiere haben Lungen für den Gasaustausch.

Wassertiere müssen den im Wasser gelösten Sauerstoff nutzen. Daher haben sie einige spezielle Organe wie Kiemen, um es aufzunehmen. Bei Fischen fließt Wasser, wenn es in den Mund eintritt, durch die Kammern, in denen die Kiemen vorhanden sind. Der Gasaustausch erfolgt über die Kiemen. Die Blutgefäße in den Kiemen nehmen den im Wasser gelösten Sauerstoff auf.

Landtiere nutzen den reichlich vorhandenen Sauerstoff der Atmosphäre zur Atmung. Da die Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser gering ist, steht Wasserorganismen nicht viel Sauerstoff zur Verfügung.

Um die geringe Verfügbarkeit von Sauerstoff auszugleichen, ist die Atmungsrate bei Wasserorganismen daher viel höher als bei Landorganismen.


Anatomie und Physiologie des Atmungssystems

Die Billionen von Zellen im Körper benötigen eine reichliche und kontinuierliche Versorgung mit Sauerstoff, um ihre lebenswichtigen Funktionen zu erfüllen. Wir können nicht einmal für kurze Zeit „auf Sauerstoff verzichten“, wie wir es ohne Nahrung oder Wasser können.

Funktionen des Atmungssystems

Die Funktionen des Atmungssystems sind:

  1. Sauerstofflieferant. Die Atmungsorgane haben die Aufgabe, den Körper ständig mit Sauerstoff zu versorgen.
  2. Beseitigung. Beseitigung von Kohlendioxid.
  3. Gasaustausch. Die Organe des Atmungssystems überwachen den Gasaustausch, der zwischen dem Blut und der äußeren Umgebung stattfindet.
  4. Durchgang. Durchgänge, durch die Luft in die Lunge gelangt.
  5. Luftbefeuchter. Reinigen, befeuchten und erwärmen Sie die einströmende Luft.

Anatomie des Atmungssystems

Zu den Organen des Atmungssystems gehören die Nase, der Rachen, der Kehlkopf, die Luftröhre, die Bronchien und ihre kleineren Äste sowie die Lunge, die die Lungenbläschen enthält.

Die Nase

Die Nase ist der einzige von außen sichtbare Teil des Atmungssystems.

  • Nasenlöcher. Beim Atmen dringt Luft in die Nase ein, indem sie durch die Nasenlöcher oder Nasenlöcher strömt.
  • Nasenhöhle. Das Innere der Nase besteht aus der Nasenhöhle, geteilt durch eine Mittellinie Nasenscheidewand.
  • Geruchsrezeptoren. Die olfaktorischen Rezeptoren für den Geruchssinn befinden sich in der Schleimhaut im schlitzförmigen oberen Teil der Nasenhöhle, direkt unter dem Siebbein.
  • Schleimhaut der Atemwege. Der Rest der Schleimhaut, die Nasenhöhle, die Atemschleimhaut genannt wird, ruht auf einem reichen Netz dünnwandiger Venen, das die vorbeiströmende Luft erwärmt.
  • Schleim. Darüber hinaus befeuchtet der klebrige Schleim, der von den Schleimhautdrüsen produziert wird, die Luft und fängt eindringende Bakterien und andere Fremdkörper ein und Lysozym-Enzyme im Schleim zerstören Bakterien chemisch.
  • Flimmerzellen. Die Flimmerzellen der Nasenschleimhaut erzeugen einen sanften Strom, der die kontaminierte Schleimschicht nach hinten in Richtung Rachen bewegt, wo sie geschluckt und von Magensäften verdaut wird.
  • Conchae. Die seitlichen Wände der Nasenhöhle sind aufgrund von drei mit Schleimhaut bedeckten Vorsprüngen oder Lappen, die Conchae genannt werden, uneben, die die der Luft ausgesetzte Oberfläche der Schleimhaut stark vergrößern und auch die Luftturbulenzen in der Nasenhöhle erhöhen.
  • Gaumen. Die Nasenhöhle ist unten durch eine Trennwand von der Mundhöhle getrennt, der Gaumen anterior, wo der Gaumen von Knochen gestützt wird, ist der harter Gaumen der nicht unterstützte hintere Teil ist der Gaumensegel.
  • Nasennebenhöhlen. Die Nasenhöhle ist von einem Ring aus Nasennebenhöhlen umgeben, die sich im Stirn-, Keilbein-, Siebbein- und Oberkieferknochen befinden. Diese Nebenhöhlen erhellen den Schädel und wirken als Resonanzraum für die Sprache.

Rachen

  • Größe. Der Pharynx ist ein muskulöser Durchgang über 13 cm (5 Zoll) lang, die vage einem kurzen roten Gartenschlauch ähnelt.
  • Funktion. Gemeinhin als bezeichnet Kehle, dient der Pharynx als gemeinsamer Durchgang für Nahrung und Luft.
  • Teile des Rachens. Luft tritt in den oberen Teil ein, der Nasopharynx, aus der Nasenhöhle und steigt dann durch die Oropharynx und Kehlkopf um den Kehlkopf unten zu betreten.
  • Pharyngotympanische Röhre. Die pharyngotympanischen Röhren, die das Mittelohr entwässern, münden in den Nasopharynx.
  • Rachenmandel. Die Rachenmandel, oft genannt adenoid liegt hoch im Nasopharynx.
  • Gaumenmandeln. Die Gaumenmandeln befinden sich im Oropharynx am Ende des weichen Gaumens.
  • Linguale Mandeln. Die Zungenmandeln liegen am Zungengrund.

Larynx

Der Kehlkopf oder Anrufbeantworter leitet Luft und Nahrung in die richtigen Kanäle und spielt eine Rolle bei der Sprache.

  • Struktur. Unterhalb des Pharynx gelegen, besteht er aus acht starren hyalinen Knorpeln und einem löffelförmigen Lappen aus elastischem Knorpel, dem Epiglottis.
  • Schilddrüsenknorpel. Der größte der hyalinen Knorpel ist der schildförmige Schildknorpel, der nach vorne ragt und allgemein als bezeichnet wird Adamsapfel.
  • Epiglottis. Manchmal auch als die bezeichnet „Wächter der Atemwege“, schützt die Epiglottis die obere Kehlkopföffnung.
  • Stimmfalten. Ein Teil der Schleimhaut des Kehlkopfes bildet ein Faltenpaar, die sogenannten Stimmlippen, oder wahre Stimmbänder, die mit ausgestoßener Luft vibrieren und uns sprechen lassen.
  • Glottis. Der schlitzförmige Durchgang zwischen den Stimmlippen ist die Glottis.

Luftröhre

  • Länge. Lufteintritt in die Luftröhre oder Luftröhre vom Kehlkopf wandert seine Länge (10 bis 12 cm oder etwa 4 Zoll) bis zur Höhe des fünfter Brustwirbel, die ungefähr in der Mitte der Brust ist.
  • Struktur. Die Luftröhre ist ziemlich steif, da ihre Wände mit verstärkt sind C-förmige Ringe hyaliner Knorpel liegen die offenen Teile der Ringe an der Speiseröhre an und lassen sie sich nach vorne ausdehnen, wenn wir ein großes Stück Nahrung schlucken, während die festen Teile die Luftröhrenwände stützen und sie trotz der Druckänderungen offen oder offen halten beim Atmen auftreten.
  • Zilien. Die Luftröhre ist mit Flimmerschleimhaut ausgekleidet, die kontinuierlich und entgegen der einströmenden Luft schlägt, während sie den mit Staubpartikeln und anderen Ablagerungen beladenen Schleim von der Lunge in den Rachen befördert, wo er geschluckt oder ausgespuckt werden kann.

Hauptbronchien

  • Struktur. Die rechte und linke Haupt-(Primär-)Bronchie werden durch die Teilung der Luftröhre gebildet.
  • Standort. Jeder Hauptbronchus verläuft schräg, bevor er auf seiner eigenen Seite in die mediale Vertiefung der Lunge eintaucht.
  • Größe. Der rechte Hauptbronchus ist breiter, kürzer und gerader als der linke.

Lunge

  • Standort. Die Lunge nimmt die gesamte Brusthöhle ein, mit Ausnahme des zentralsten Bereichs, der Mediastinum, das das Herz, die großen Blutgefäße, die Bronchien, die Speiseröhre und andere Organe beherbergt.
  • Apex. Der schmale, obere Teil jeder Lunge, der Apex, liegt gerade tief bis zum Schlüsselbein.
  • Base. Der breite Lungenbereich, der auf dem Zwerchfell ruht, ist die Basis.
  • Aufteilung. Jede Lunge ist durch Fissuren in der linken Lunge in Lappen unterteilt zwei lappen, und die rechte Lunge hat drei.
  • Pleura. Die Oberfläche jeder Lunge ist mit einer viszeralen Serosa namens bedeckt pulmonal, oder viszerale Pleura und die Wände der Brusthöhle sind von der parietale Pleura.
  • Pleuraflüssigkeit. Die Pleuramembranen produzieren Pleuraflüssigkeit, ein glitschiges seröses Sekret, das die Lunge bei Atembewegungen leicht über die Thoraxwand gleiten lässt und die beiden Pleuraschichten aneinander kleben lässt.
  • Pleuraraum. Die Lunge wird eng an die Thoraxwand gehalten, und der Pleuraraum ist eher ein potenzieller als ein tatsächlicher Raum.
  • Bronchiolen. Die kleinsten leitenden Passagen sind die Bronchiolen.
  • Alveolen. Die terminalen Bronchiolen führen zu den Strukturen der Atmungszone, noch kleineren Kanälen, die schließlich in Alveolen oder Luftsäcken enden.
  • Atemzone. Die Atemzone, die die Atemwege, Bronchiolen, Alveolargänge, Alveolarbeutel und Alveolen umfasst, ist der einzige Ort des Gasaustauschs.
  • Durchführen von Zonenstrukturen. Alle anderen Atemwege sind leitende Zonenstrukturen, die als Leitungen zu und von der Atemzone dienen.
  • Stroma. Das Gleichgewicht des Lungengewebes, sein Stroma, besteht hauptsächlich aus elastischem Bindegewebe, das es der Lunge ermöglicht, sich beim Ausatmen passiv zurückzuziehen.

Die Atmungsmembran

  • Wandaufbau. Die Wände der Alveolen bestehen größtenteils aus einer einzigen dünnen Schicht von Plattenepithelzellen.
  • Alveoläre Poren. Alveolarporen verbinden benachbarte Luftsäcke und bieten alternative Luftwege, um Alveolen zu erreichen, deren Zubringerbronchiolen durch Schleim verstopft oder anderweitig blockiert wurden.
  • Atmungsmembran. Die Alveolar- und Kapillarwände, ihre verschmolzenen Basalmembranen und gelegentlich elastische Fasern bilden zusammen die Atemmembran (Luft-Blut-Schranke), an der auf der einen Seite Gas (Luft) und auf der anderen Blut vorbeiströmt.
  • Alveoläre Makrophagen. Bemerkenswert effiziente alveoläre Makrophagen, manchmal auch als . bezeichnet „Staubzellen“, wandern in und aus den Alveolen und nehmen Bakterien, Kohlenstoffpartikel und andere Ablagerungen auf.
  • Quaderförmige Zellen. In den Epithelzellen, die die meisten Alveolarwände bilden, sind auch klobige quaderförmige Zellen verstreut, die ein Lipid-(Fett-)Molekül namens . produzieren Tensid, das die gasexponierten Alveolarflächen bedeckt und für die Lungenfunktion sehr wichtig ist.

Physiologie des Atmungssystems

Die Hauptfunktion des Atmungssystems besteht darin, den Körper mit Sauerstoff zu versorgen und Kohlendioxid zu entsorgen. Dazu müssen mindestens vier verschiedene Ereignisse eintreten, die zusammen als Atmung bezeichnet werden.

Atmung

  • Lungenbeatmung. Luft muss in die Lunge ein- und ausströmen, damit die Gase in den Lungenbläschen ständig erneuert werden. Dieser Vorgang wird allgemein als Atmung bezeichnet.
  • Äußere Atmung. Es muss ein Gasaustausch zwischen Lungenblut und Alveolen stattfinden.
  • Atemgastransport. Sauerstoff und Kohlendioxid müssen über den Blutkreislauf zu und von den Lungen und Gewebezellen des Körpers transportiert werden.
  • Innere Atmung. An systemischen Kapillaren muss ein Gasaustausch zwischen Blut- und Gewebezellen erfolgen.

Mechanik der Atmung

  • Regel. Volumenänderungen führen zu Druckänderungen, die zum Fluss von Gasen zum Druckausgleich führen.
  • Inspiration. Luft, die in die Lunge strömt, wird seitlich ausgedehnt, der Brustkorb wird angehoben, das Zwerchfell wird gedrückt und die abgeflachte Lunge wird auf das größere Brustvolumen gedehnt, wodurch der intrapulmonale Druck sinkt und Luft in die Lunge strömt.
  • Ablauf. Luft verlässt die Lunge, die Brust wird gedrückt und die laterale Dimension wird reduziert, der Brustkorb wird gesenkt und das Zwerchfell wird angehoben und die kuppelförmige Lunge wird auf ein kleineres Volumen zurückgezogen, der intrapulmonale Druck steigt und Luft strömt aus der Lunge.
  • Intrapulmonales Volumen. Das intrapulmonale Volumen ist das Volumen innerhalb der Lunge.
  • Intrapleuraler Druck. Der normale Druck im Pleuraspalt, der intrapleurale Druck, ist immer negativ und dies ist der Hauptfaktor, der den Kollaps der Lunge verhindert.
  • Nicht-respiratorische Luftbewegungen. Nicht-Atmungsbewegungen sind das Ergebnis einer Reflexaktivität, aber einige können freiwillig wie Husten, Niesen, Weinen, Lachen, Schluckauf und Gähnen erzeugt werden.

Atemvolumen und -kapazitäten

  • Atemzugvolumen. Bei normaler, ruhiger Atmung werden bei jedem Atemzug ca. 500 ml Luft in die Lunge hinein und aus dieser heraus bewegt.
  • Inspiratorisches Reservevolumen. Die Luftmenge, die über das Tidalvolumen zwangsweise angesaugt werden kann, ist das inspiratorische Reservevolumen, das normalerweise zwischen 2100 ml und 3200 ml liegt.
  • Exspiratorisches Reservevolumen. Die Luftmenge, die nach einer tidalen Exspiration zwangsweise ausgeatmet werden kann, das exspiratorische Reservevolumen, beträgt ca. 1200 ml.
  • Restvolumen. Auch nach der anstrengendsten Ausatmung verbleiben noch ca. 1200 ml Luft in der Lunge und können nicht willentlich ausgeschieden werden dies wird als Residualvolumen bezeichnet und ist wichtig, weil es auch zwischen den Atemzügen einen kontinuierlichen Gasaustausch ermöglicht und dabei hilft, die Alveolen aufgeblasen.
  • Vitalkapazität. Die Gesamtmenge an austauschbarer Luft beträgt bei gesunden jungen Männern typischerweise etwa 4800 ml, und diese Atemkapazität ist die Vitalkapazität, die sich aus der Summe aus Tidalvolumen, inspiratorischem Reservevolumen und exspiratorischem Reservevolumen ergibt.
  • Totraumvolumen. Ein Großteil der Luft, die in die Atemwege eintritt, verbleibt in den Durchgängen der Leitzone und erreicht nie die Alveolen. Dies wird als Totraumvolumen bezeichnet und beträgt während eines normalen Atemzuges etwa 150 ml.
  • Funktionsvolumen. Das Funktionsvolumen, also die Luft, die tatsächlich in die Atemzone gelangt und zum Gasaustausch beiträgt, beträgt etwa 350 ml.
  • Spirometer. Die Atemkapazitäten werden mit einem Spirometer gemessen, wobei beim Atmen die ausgeatmete Luftmenge an einem Indikator abgelesen werden kann, der die Veränderungen des Luftvolumens innerhalb des Gerätes anzeigt.

Atemgeräusche

  • Bronchiale Geräusche. Bronchiale Geräusche werden erzeugt, indem Luft durch die großen Atemwege (Trachea und Bronchien) strömt.
  • Vesikuläre Atemgeräusche. Vesikuläre Atemgeräusche treten auf, wenn Luft die Alveolen füllt, und sie sind weich und ähneln einer gedämpften Brise.

Externe Atmung, Gastransport und interne Atmung

  • Äußere Atmung. Bei der externen Atmung oder dem pulmonalen Gasaustausch wird der Sauerstoff geladen und Kohlendioxid aus dem Blut entladen.
  • Innere Atmung. Bei der inneren Atmung oder dem systemischen kapillaren Gasaustausch wird Sauerstoff entladen und Kohlendioxid in das Blut geladen.
  • Gastransport. Sauerstoff wird im Blut auf zwei Arten transportiert: Der größte Teil bindet sich an Hämoglobinmoleküle innerhalb der Erythrozyten, um Oxyhämoglobin zu bilden, oder eine sehr kleine Menge Sauerstoff wird im Plasma gelöst transportiert, während Kohlendioxid im Plasma als Bicarbonat-Ion oder in geringerer Menge transportiert wird (zwischen 20 und 30 Prozent des transportierten Kohlendioxids) wird in den an Hämoglobin gebundenen Erythrozyten transportiert.

Kontrolle der Atmung

Neuronale Regulation

  • Zwerchfell- und Interkostalnerven. Diese beiden Nerven regulieren die Aktivität der Atemmuskulatur, des Zwerchfells und der äußeren Interkostale.
  • Medulla und Pons. Neuronale Zentren, die den Atemrhythmus und die Atemtiefe steuern, befinden sich hauptsächlich in der Medulla und in der Medulla, die den Grundrhythmus der Atmung festlegt, enthält ein Herzschrittmacher oder selbsterregendes Inspirationszentrum und ein Exspirationszentrum, das den Schrittmacher auf rhythmische Weise hemmt Pons-Zentren scheinen den Grundrhythmus der Ein- und Ausatmung, der von der Medulla vorgegeben wird, zu glätten.
  • Eupnoe. Die normale Atemfrequenz wird als Eupnoe bezeichnet und wird auf einer Frequenz von . gehalten 12 bis 15 Atemzüge/Minute.
  • Hyperpnoe. Während des Trainings atmen wir kräftiger und tiefer, weil die Gehirnzentren mehr Impulse an die Atemmuskulatur senden, und dieses Atemmuster wird Hyperpnoe genannt.

Nicht-neuronale Faktoren, die die Atemfrequenz und -tiefe beeinflussen

  • Physische Faktoren. Obwohl die Atemzentren der Medulla den Grundrhythmus der Atmung bestimmen, können physikalische Faktoren wie Sprechen, Husten und Sport sowohl die Atemfrequenz und -tiefe als auch eine erhöhte Körpertemperatur verändern, die die Atemfrequenz erhöht Atmung.
  • Willenskraft (bewusste Kontrolle). Die freiwillige Kontrolle der Atmung ist begrenzt, und die Beatmungszentren ignorieren einfach die Meldungen des Kortex (unsere Wünsche), wenn die Sauerstoffzufuhr im Blut sinkt oder der Blut-pH-Wert sinkt.
  • Emotionale Faktoren. Emotionale Faktoren verändern auch die Atemfrequenz und -tiefe durch Reflexe, die durch emotionale Reize ausgelöst werden, die durch Zentren im Hypothalamus wirken.
  • Chemische Faktoren. Die wichtigsten Faktoren, die die Atemfrequenz und -tiefe verändern, sind chemischer Natur – der Kohlendioxid- und Sauerstoffgehalt im Blut, ein erhöhter Kohlendioxidspiegel und ein erniedrigter pH-Wert des Blutes sind die wichtigsten Stimuli, die zu einer Erhöhung der Atemfrequenz und -tiefe führen, während eine Abnahme des Sauerstoffgehalts wird zu wichtigen Reizen, wenn die Werte gefährlich niedrig sind.
  • Hyperventilation. Hyperventilation bläst mehr Kohlendioxid aus und verringert die Menge an Kohlensäure, wodurch der pH-Wert des Blutes wieder in den normalen Bereich zurückkehrt, wenn sich Kohlendioxid oder andere Säurequellen im Blut ansammeln.
  • Hypoventilation. Hypoventilation oder extrem langsames oder flaches Atmen führt dazu, dass sich Kohlendioxid im Blut ansammelt und der pH-Wert des Blutes wieder in den normalen Bereich zurückkehrt, wenn das Blut leicht alkalisch wird.

Übungsquiz: Anatomie und Physiologie des Atmungssystems

1. Welche der folgenden Beschreibungen zum Kehlkopf ist RICHTIG?

A. Der unterste Knorpel im Kehlkopf ist die Epiglottis.
B. Im Gegensatz zu den anderen Knorpeln des Kehlkopfes besteht die Epiglottis aus hyaliner Knorpel.
C. Der Kehlkopf enthält vier ungepaarte Knorpel.
D. Wenn die vestibulären Falten zusammenkommen, verhindern sie, dass Luft die Lunge verlässt.

1. Antwort: D. Wenn die vestibulären Falten zusammenkommen, verhindern sie, dass Luft die Lunge verlässt.

D: Wenn die Vestibularfalten zusammenkommen, verhindern sie, dass Luft die Lunge verlässt, beispielsweise wenn eine Person den Atem anhält. Neben der Epiglottis verhindern auch die Vestibularisfalten das Eindringen von Nahrung und Flüssigkeit in den Kehlkopf.
EIN: Der unterste Knorpel des Kehlkopfes ist der ungepaarte Ringknorpel, der die Basis des Kehlkopfes bildet, auf der die anderen Knorpel ruhen.
B: Die Epiglottis unterscheidet sich von den anderen Knorpeln dadurch, dass sie aus elastischem Knorpel und nicht aus hyalinem Knorpel besteht.
C: Der Kehlkopf besteht aus einer äußeren Hülle von neun Knorpeln, die durch Muskeln und Bänder miteinander verbunden sind. Drei der neun Knorpel sind ungepaart, sechs davon bilden drei Paare.

2. Angesichts dieser Atemwege:

1. Alveolen
2. Bronchien
3. Bronchiolen
4. Bronchiolen der Atemwege
5. terminale Bronchiolen

Vom größten zum kleinsten ist die genaue Reihenfolge für diese Durchgänge:

A. 2, 4, 5, 3, 1
B. 2, 4, 3, 5, 1
C. 2, 3, 5, 4, 1
D. 2, 3, 4, 5, 1

2. Antwort: C. 2, 3, 5, 4, 1

Die Hauptbronchien verzweigen sich mehrfach und bilden den Tracheobronchialbaum. Innerhalb der Lunge verzweigen sich die Hauptluftwege (Bronchien) in immer kleinere Durchgänge. Der leitende Teil besteht aus Nasenhöhlen, Nasopharynx, Larynx, Luftröhre, Bronchien und Bronchiolen. Die Luftröhre verzweigt sich zu zwei primären (Haupt-)Bronchien. Diese verzweigen sich dann sukzessive, so dass wiederum Sekundär- und Tertiärbronchien entstehen. Diese verzweigen sich dann zu mehreren Ordnungen von zunehmend kleineren Atemwegen, die Bronchiolen genannt werden, von denen die kleinsten als terminale Bronchiolen bezeichnet werden. Dies sind die letzten Komponenten des leitenden Teils des Atmungssystems. Aus den terminalen Bronchiolen entstehen Atembronchiolen, die schließlich zu den Alveolen führen.

3. Die rechte Lunge hat ___ Lappen und ___ bronchopulmonale Segmente.

A. 2, 9
B. 2, 10
C. 3, 9
D. 3, 10

3. Antwort: D. 3, 10

Die rechte Lunge hat drei Lappen, die als Ober-, Mittel- und Unterlappen bezeichnet werden. Die linke Lunge hat zwei Lappen, die als Ober- und Unterlappen bezeichnet werden. Jeder Lappen ist in bronchopulmonale Segmente unterteilt. Es gibt 9 bronchopulmonale Segmente in der linken Lunge und 10 in der rechten Lunge.

4. Die Pleura, die die Lungenoberfläche bedeckt, ist:

A. Pleurahöhle
B. Pleuraflüssigkeit
C. Viszerale Pleura
D. Pleura parietalis

4. Antwort: C. Viszerale Pleura

C: Die viszerale Pleura bedeckt die Oberfläche der Lunge.
A, B: Die Pleurahöhle zwischen der parietalen und der viszeralen Pleurae ist mit einem kleinen Volumen Pleuraflüssigkeit gefüllt, die von den Pleuramembranen produziert wird.
D: Die Pleura parietalis kleidet die Wände des Thorax, des Zwerchfells und des Mediastinums aus.

5. Zu den Inspirationsmuskeln gehören das Zwerchfell und die inneren Interkostalmuskeln. Die Aussage lautet:

A. Stimmt
B. Falsch
C. Teilweise wahr
D. Teilweise falsch

5. Antwort: B. Falsch

Die mit den Rippen verbundenen Muskeln sind für die Belüftung verantwortlich. Zu den Inspirationsmuskeln gehören das Zwerchfell und die Muskeln, die die Rippen und das Brustbein anheben, wie die äußeren Interkostale.

6. Während der Ausatmung führt ein verringertes Thoraxvolumen zu einem erhöhten Druck in den Alveolen, daher strömt Luft aus der Lunge. Die Aussage lautet:

A. Stimmt
B. Falsch
C. Teilweise wahr
D. Teilweise falsch

6. Antwort: A. Richtig

Während der Exspiration nimmt das Brustvolumen ab, was zu einer Abnahme des Alveolarvolumens führt. Folglich steigt der Alveolardruck über den Luftdruck außerhalb des Körpers, und Luft strömt von den Alveolen durch die Atemwege nach außen.

7. Es ist das Luftvolumen, das bei jedem Atemzug ein- oder ausgeatmet wird. In Ruhe, ruhige Atmung ergibt ein Volumen von etwa 500 Millilitern (ml).

A. Atemzugvolumen
B. Inspiratorisches Reservevolumen
C. Exspiratorisches Reservevolumen
D. Restvolumen

7. Antwort: A. Atemzugvolumen

EIN: Atemzugvolumen ist das Luftvolumen, das bei jedem Atemzug ein- oder ausgeatmet wird. In Ruhe führt eine ruhige Atmung zu einem Atemzugvolumen von etwa 500 Millilitern (ml).
B: Inspiratorisches Reservevolumen ist die Luftmenge, die nach Inspiration des Ruhe-Tidalvolumens (ca. 3000 ml) kräftig eingeatmet werden kann.
C: Exspiratorisches Reservevolumen ist die Luftmenge, die nach dem Ausatmen des Ruhe-Tidalvolumens (ca. 1100 ml) kräftig ausgeatmet werden kann.
D: Restvolumen ist das Luftvolumen, das nach einer maximalen Exspiration (ca. 1200 ml) noch in den Atemwegen und der Lunge verbleibt.

8. Angesichts dieser Teilungen des Pharynx:

1. Laryngopharynx
2. Nasopharynx
3. Oropharynx

Von oben nach unten ist die richtige Reihenfolge für die Einteilungen des Pharynx:

A. 1, 2, 3
B. 1, 3, 2
C. 2, 3, 1
D. 2, 1, 3

8. Antwort: C. 2, 3, 1

Der Nasopharynx ist der obere Teil des Pharynx. Es befindet sich hinter den Choanen und oberhalb des weichen Gaumens, der eine unvollständige Muskel- und Bindegewebstrennwand ist, die den Nasopharynx vom Oropharynx trennt. Der Oropharynx erstreckt sich von der Uvula bis zur Epiglottis und die Mundhöhle mündet in den Oropharynx. Essen, Trinken und Luft strömen also alle durch den Oropharynx. Der Kehlkopf verläuft hinter dem Kehlkopf und erstreckt sich von der Epiglottisspitze bis zur Speiseröhre. Speisen und Getränke gelangen durch den Kehlkopf in die Speiseröhre.

9. Welche der folgenden Aussagen zu den Nasennebenhöhlen ist NICHT WAHR?

A. Sie erhöhen das Gewicht des Schädels.
B. Sie wirken als Resonanzkammer für die Stimmerzeugung.
C. Sie tragen zur Sprachproduktion bei.
D. Sie schützen die Nasenhöhle, indem sie Schleim produzieren.

9. Antwort: A. Sie erhöhen das Gewicht des Schädels.

Nasennebenhöhlen sind luftgefüllte Räume im Knochen. Die Kiefer-, Stirn-, Siebbein- und Keilbeinhöhle sind nach den Knochen benannt, in denen sie sich befinden. Die Nasennebenhöhlen münden in die Nasenhöhle und sind mit einer Schleimhaut ausgekleidet. Sie reduzieren das Gewicht des Schädels, produzieren Schleim und beeinflussen als Resonanzkammern die Stimmqualität.

10. Hervorstehende Knochenleisten an den Seitenwänden der Nasenhöhle, die die Oberfläche der Nasenhöhle vergrößern, werden genannt:

A. die Wahl
B. die Nasenscheidewände
C. der harte Gaumen
D. die Muscheln

10. Antwort: D. die Muscheln

D: An den Seitenwänden auf jeder Seite der Nasenhöhle befinden sich drei hervorstehende Knochenwülste, die Conchae genannt werden.
EIN: Die Choane sind die Öffnungen in den Rachen
B: Die Nasenscheidewand ist eine Trennwand, die die Nasenhöhle in einen rechten und einen linken Teil teilt.
C: Der harte Gaumen bildet den Boden der Nasenhöhle und trennt die Nasenhöhle von der Mundhöhle.


Zu den Atemwegen gehören die Atemwege (Mund und Nase), die Luftröhre und ein verzweigtes System aus langen, flexiblen Schläuchen (Bronchien), die sich in kürzere und schmalere Schläuche (Broncheolen) verzweigen, bis sie in Lungenbläschen enden, die als Lungenbläschen bezeichnet werden.

Die Lunge umfasst das gesamte Röhrensystem, das von den Hauptbronchien zu den Alveolen abzweigt.

Die Messung der Lungenfunktion ist ein medizinisches Instrument zur Diagnose von Problemen im Atmungssystem.


Die Atemwege sind für jeden Menschen lebenswichtig. Ohne sie würden wir aufhören, außerhalb des Mutterleibs zu leben. Wie das Herz-Kreislauf-System erfährt auch das Atmungssystem durch ein systematisches Trainingsprogramm spezifische Anpassungen, die zu einer maximalen Leistungsfähigkeit beitragen.

Über den Autor

Hey! Mein Name ist Kruno und ich bin der Besitzer und Autor von Bodybuilding Wizard. Ich habe diese Website Ende 2014 gestartet und ist seitdem mein Lieblingsprojekt. Mein Ziel ist es, Ihnen zu helfen, die richtigen Prinzipien für Krafttraining und Ernährung zu erlernen, damit Sie stark werden und den Körper Ihrer Träume aufbauen können!


Schau das Video: Das Atmen beim Menschen (Juni 2022).


Bemerkungen:

  1. Noah

    Du hast nicht recht. Ich bin sicher. Ich kann es beweisen. Schreiben Sie in PM, wir werden kommunizieren.

  2. Minh

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  3. Fadi

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  4. Lyman

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