Wie die Lunge funktioniert

Beim Einatmen gelangt Luft in die Lunge und der darin enthaltene Sauerstoff von der Lunge ins Blut. Gleichzeitig gelangt Kohlendioxid aus dem Blut in die Lunge und wird ausgeatmet. Dieser Vorgang wird Gasaustausch genannt und ist lebensnotwendig.

Zum Atmungssystem gehören neben den Lungen die Luftröhre, die Muskeln der Brustwand und des Zwerchfells, die Blutgefäße und die Gewebe, die die Atmung und den Gasaustausch ermöglichen. Das Gehirn steuert die Atemfrequenz (wie schnell oder langsam man atmet), indem sie den Sauerstoffbedarf des Körpers und die Notwendigkeit der Kohlendioxidabgabe wahrnimmt.

• Gesunde Lebensgewohnheiten wie körperliche Aktivität und Nichtrauchen können dazu beitragen, Verletzungen und Erkrankungen der Lunge vorzubeugen.

Das Atmungssystem

Die Lungen befinden sich auf beiden Seiten des Herzens in der Brusthöhle. Die rechte Lunge ist in drei, die linke Lunge in zwei Lappen unterteilt. Der linke Lungenflügel ist etwas kleiner als der rechte, weil das Herz auf der linken Seite mehr Platz einnimmt. Beim Einatmen gelangt Luft in die Atemwege und wandert nach unten in die Lungenbläschen (Alveolen). Dort findet der Gasaustausch statt.

Das Kreislaufsystem, das aus dem Herzen und den Blutgefäßen besteht, unterstützt das Atmungssystem, indem es das Blut zu und von der Lunge transportiert. Das Kreislaufsystem trägt dazu bei, Nährstoffe und Sauerstoff von den Lungen zu den Geweben und Organen im ganzen Körper zu transportieren und Kohlendioxid und Abfallprodukte abzutransportieren. Andere Körpersysteme, die mit dem Atmungssystem zusammenarbeiten, sind das Nervensystem, das Lymphsystem und das Immunsystem.

Atemwege

Die Atemwege sind Röhren, die sauerstoffreiche Luft zu den Alveolen in der Lunge transportieren. Sie transportieren auch das Abfallgas Kohlendioxid aus der Lunge heraus. Die Atemwege umfassen diese Teile deines Körpers:

• Mund
• Nase und die damit verbundenen Atemwege, die Nasenhöhle und die Nasennebenhöhlen
• Larynx (Kehlkopf)
• Trachea (Luftröhre)
• Röhren, die Bronchien oder Bronchien genannt werden, und ihre Verzweigungen
• Kleine Röhren, Bronchiolen genannt, die von den Bronchien abzweigen

Luft kommt in den Körper

Die Luft strömt zuerst durch die Nase oder den Mund in den Körper, wo sie befeuchtet und erwärmt wird, denn kalte und trockene Luft kann die Lungen reizen. Die Luft strömt dann am Kehlkopf vorbei durch die Luftröhre. Ringe aus zähem Gewebe, Knorpel genannt, halten die Bronchien offen.

In der Lunge verzweigen sich die Bronchien in tausende dünnere Röhrchen, die Bronchiolen. Die Bronchiolen enden in Gruppen von winzigen Luftsäcken, den Alveolen.

Luft füllt die Lungenbläschen

Die menschliche Lunge besteht aus etwa 150 Millionen Lungenbläschen. Normalerweise sind Ihre Lungenbläschen elastisch, d.h. sie können ihre Größe und Form leicht verändern. Die Alveolen können sich leicht ausdehnen und zusammenziehen, weil ihr Inneres mit einer Substanz namens Surfactant beschichtet ist. Surfactant verringert die Atemarbeit, indem es die Lungen beim Einatmen leichter aufbläht und beim Ausatmen ein Kollabieren verhindert.

Jedes Lungenbläschen besteht aus einem Netz von winzigen Blutgefäßen, den Kapillaren. Die Kapillaren sind mit einem Netz von Arterien und Venen verbunden, die das Blut durch den Körper transportieren.

Sauerstoffarmes Blut fließt durch die Lunge

Die Lungenarterie und ihre Verzweigungen versorgen die Kapillaren, die die Lungenbläschen umgeben, mit Blut. Dieses Blut ist reich an Kohlendioxid und enthält wenig Sauerstoff.

In den Lungenbläschen gelangt Kohlendioxid aus dem Blut in die Luft. Gleichzeitig gelangt in den Kapillaren Sauerstoff aus der Luft in das Blut.

Wie schützt der Körper die Atemwege vor Nahrungsmitteln oder Bakterien?

Beim Schlucken bedeckt ein dünner Gewebelappen, der Kehldeckel, die Luftröhre. Zusammen mit dem Husten- und Würgereflex verhindert der Kehldeckel, dass Speisen und Getränke in die Luftröhre gelangen. Der Kehldeckel hilft auch, die Nahrung in die Speiseröhre zu befördern, die in den Magen führt.

Mit Ausnahme des Mundes und eines Teils der Nase haben die Atemwege Zellen, die Schleim produzieren, eine klebrige Substanz, die die Wände der Atemwege auskleidet. Andere Zellen in den Atemwegen haben haarähnliche Strukturen, die sogenannten Flimmerhärchen.

Die Flimmerhärchen und der Schleim fangen Keime und andere Partikel ab, die beim Einatmen in die Atemwege gelangen. Die Flimmerhärchen transportieren dann die mit Schleim überzogenen Keime zur Nase oder zum Mund. Von dort werden die Keime verschluckt, ausgehustet oder aus dem Körper geniest.

Das Brustfell

Die Lunge ist von einem zweischichtigen Häutchen (Pleura) umgeben. Der Raum zwischen diesen beiden Schichten wird als Pleurahöhle bezeichnet. Eine gleitfähige Flüssigkeit, die Pleuraflüssigkeit, dient als Schmiermittel, um die Reibung beim Atmen zu verringern.

Wie der Körper die Atmung steuert: Die Muskeln und das Nervensystem des Körpers helfen bei der Kontrolle der Atmung.

Die für die Atmung verwendeten Muskeln

Die Lungen sind wie Schwämme; sie können sich nicht von selbst ausdehnen. Die Muskeln in Brust und Bauch ziehen sich zusammen und erzeugen einen leichten Unterdruck um die Lungen. Dadurch strömt Luft ein. Beim Ausatmen entspannen sich die Muskeln und die Lunge entleert sich von selbst, ähnlich wie ein elastischer Luftballon, der sich entleert, wenn man ihn der Luft aussetzt.

Zu den Atemmuskeln gehören die:

• Das Zwerchfell ist ein kuppelförmiger Muskel unterhalb der Lunge. Er trennt die Brusthöhle von der Bauchhöhle. Das Zwerchfell ist der Hauptmuskel, der für die Atmung zuständig ist (siehe auch Zwerchfellentzündung).
• Die Muskeln zwischen den Rippen, die so genannten Zwischenrippenmuskeln, spielen eine Rolle bei der Atmung während körperlicher Aktivität.
• Die Bauchmuskeln helfen Ihnen beim Ausatmen, wenn Sie schnell atmen, wie z. B. bei körperlicher Aktivität.
• Muskeln des Gesichts, des Mundes und des Rachens. Der Pharynx ist der Teil des Rachens, der sich direkt hinter dem Mund befindet. Diese Muskeln steuern die Lippen, die Zunge, den weichen Gaumen und andere Strukturen, die die Atmung erleichtern. Probleme mit diesen Muskeln können die Atemwege verengen, das Atmen erschweren und zur Schlafapnoe beitragen.
• Die Muskeln im Hals- und Schlüsselbeinbereich helfen Ihnen beim Einatmen.

Das Nervensystem

Die Atmung erfordert normalerweise keine Gedanken, da sie vom autonomen Nervensystem, auch unwillkürliches Nervensystem genannt, gesteuert wird.

• Der Parasympathikus verlangsamt die Atmung. Er bewirkt eine Verengung der Bronchien und eine Erweiterung der Lungenblutgefäße.
• Das sympathische Nervensystem erhöht die Atemfrequenz. Er bewirkt, dass sich die Bronchien erweitern und die Lungengefäße verengen.

Die Atmung (Atemrhythmus) ändert sich je nachdem, wie aktiv man ist und wie die Luft um einen herum beschaffen ist. Zum Beispiel muss man häufiger atmen, wenn man körperlich aktiv ist. Manchmal können Sie Ihr Atemmuster kontrollieren, zum Beispiel wenn Sie die Luft anhalten oder singen.

Um die Atmung an veränderte Bedürfnisse anzupassen, verfügt Ihr Körper über Sensoren, die Signale an die Atemzentren im Gehirn senden.

• Sensoren in den Atemwegen erkennen Lungenreizstoffe. Die Sensoren können Niesen oder Husten auslösen. Bei Menschen mit Asthma können die Sensoren dazu führen, dass sich die Muskeln um die Atemwege in der Lunge zusammenziehen. Dadurch werden die Atemwege kleiner.
• Sensoren im Gehirn und in der Nähe der Blutgefäße messen den Kohlendioxid- und Sauerstoffgehalt im Blut.
• Sensoren in Ihren Gelenken und Muskeln registrieren die Bewegung Ihrer Arme oder Beine. Diese Sensoren können eine Rolle bei der Erhöhung Ihrer Atemfrequenz spielen, wenn Sie körperlich aktiv sind.

Bei der zentralen Schlafapnoe sendet das Gehirn vorübergehend keine Signale mehr an die Muskeln, die zum Atmen benötigt werden. Erfahren Sie mehr in unserem Gesundheitsthema Schlafapnoe.

Was die Atmung für den Körper leistet

Die Atmung besteht aus zwei Phasen: Einatmen und Ausatmen. Wenn Sie Probleme beim Atmen haben, kann der Gasaustausch beeinträchtigt sein, was ein ernstes Gesundheitsproblem darstellen kann.

Einatmen

Beim Einatmen zieht sich das Zwerchfell zusammen und bewegt sich nach unten. Dadurch vergrößert sich der Raum in der Brusthöhle und die Lunge dehnt sich aus. Auch die Muskeln zwischen den Rippen tragen zur Vergrößerung des Brustraums bei. Sie ziehen sich zusammen, um den Brustkorb beim Einatmen nach oben und nach außen zu ziehen.

Wenn sich die Lungen ausdehnen, wird Luft durch die Nase oder den Mund angesaugt. Die Luft strömt durch die Luftröhre in die Lunge. Über die Bronchien gelangt die Luft in die Lungenbläschen (Alveolen).

Sauerstoffaustausch

Durch die dünnen Wände der Lungenbläschen gelangt Sauerstoff aus der Luft in die umgebenden Kapillaren und in das Blut. Gleichzeitig strömt Kohlendioxid aus dem Blut in die Lungenbläschen. Der Sauerstoff im Blut wird von einem Protein namens Hämoglobin in die roten Blutkörperchen transportiert.

Das sauerstoffreiche Blut aus der Lunge wird über die Lungenvenen zur linken Seite des Herzens transportiert. Das Herz pumpt das Blut in den Rest des Körpers, wo der in den roten Blutkörperchen enthaltene Sauerstoff von den Blutgefäßen zu den Zellen gelangt.

Die Zellen nutzen den Sauerstoff zur Energiegewinnung, damit der Körper funktionieren kann. Dabei produzieren die Zellen auch ein Abfallprodukt, das Kohlendioxid genannt wird. Kohlendioxid muss abgeatmet werden, sonst kann es die Zellen schädigen.

Das Kohlendioxid gelangt aus den Zellen in den Blutkreislauf und wandert zur rechten Seite des Herzens. Das kohlendioxidreiche Blut wird dann vom Herzen durch die Lungenarterie in die Lunge gepumpt, wo es abgeatmet wird.

Ausatmen

Beim Ausatmen entspannen sich das Zwerchfell und die Rippenmuskulatur, wodurch sich der Raum in der Brusthöhle verkleinert. Wenn sich der Brustraum verkleinert, entleert sich die Lunge wie ein Luftballon, aus dem die Luft entweicht. Gleichzeitig strömt kohlendioxidreiche Luft aus den Lungen durch die Luftröhre und dann durch Nase oder Mund aus.

Beim Ausatmen muss sich der Körper nicht anstrengen, es sei denn, Sie haben eine Lungenerkrankung oder sind körperlich aktiv. Wenn Sie körperlich aktiv sind, ziehen sich die Bauchmuskeln zusammen und drücken das Zwerchfell noch stärker gegen die Lunge. Dadurch wird die Luft schnell aus den Lungen gepresst.

Erkrankungen, die das Atmungssystem betreffen

Schäden, Infektionen oder Entzündungen in der Lunge oder den Atemwegen oder in beiden können zu den folgenden Erkrankungen führen:

• Akutes Atemnotsyndrom
• Asbestbedingte Lungenkrankheiten
• Asthma
• Atelektase
• Bronchitis
• COPD
• Hypersensitivitäts-Pneumonitis
• Idiopathische pulmonale Fibrose
• Pleura-Erkrankungen
• Lungenentzündung
• Primäre ziliäre Dyskinesie
• Sarkoidose
• Schlaf-Apnoe

Die Exposition gegenüber Zigarettenrauch, Luftschadstoffen oder anderen Stoffen kann die Atemwege schädigen und eine Erkrankung der Atemwege hervorrufen oder eine Krankheit verschlimmern.

Wie man die Lunge gesund hält

Sie können diese Maßnahmen ergreifen, um die Lunge vor Verletzungen oder Krankheiten zu schützen:

• Geben Sie das Rauchen auf, oder fangen Sie nicht an, wenn Sie nicht rauchen.
• Vermeiden Sie Passivrauchen, indem Sie sich von Orten fernhalten, an denen das Rauchen erlaubt ist. Bitten Sie Freunde und Familienmitglieder, die rauchen, es nicht im Haus oder im Auto zu tun.
• Streben Sie ein gesundes Gewicht an. Ungesunde Ernährungsgewohnheiten und Bewegungsmangel können zu Übergewicht und Fettleibigkeit führen, was wiederum Schlafapnoe zur Folge haben kann. Die Forschung hat gezeigt, dass eine Gewichtsabnahme die Schlafapnoe bei Menschen, bei denen auch Adipositas diagnostiziert wurde, verringern kann.
• Seien Sie körperlich aktiv. Wenn Sie körperlich aktiv sind, können Sie Ihr Herz und Ihre Lunge stärken, damit sie effizienter arbeiten. Körperliche Aktivität kann auch Ihr Risiko für Lungenverletzungen oder -erkrankungen verringern. Unser Move More Fact Sheet enthält grundlegende Informationen über körperliche Aktivität. Bevor Sie ein Trainingsprogramm beginnen, fragen Sie Ihren Arzt, welches Maß an körperlicher Aktivität für Sie geeignet ist.
• Begrenzen Sie die Belastung durch die Luftverschmutzung im Freien, indem Sie den Luftqualitätsindex überprüfen, bevor Sie an Aktivitäten im Freien teilnehmen, und meiden Sie nach Möglichkeit den Straßenverkehr.
• Verringern Sie die Luftverschmutzung in Innenräumen, indem Sie dafür sorgen, dass die Räume, in denen Sie leben und arbeiten, gut belüftet sind und regelmäßig gereinigt werden, um die Ansammlung von Allergenen, Staub und Schimmel zu verhindern. Sie können auch Produkte entfernen, die Dämpfe erzeugen, wie z. B. starke Reinigungsmittel und Aerosole. Vermeiden Sie das Verbrennen fester Brennstoffe wie Holz zum Heizen und Kochen.
• Treffen Sie Vorsichtsmaßnahmen gegen saisonale Grippe und Lungenentzündung. Lassen Sie sich jedes Jahr eine Grippeimpfung geben. Fragen Sie Ihren Arzt oder Gesundheitsdienstleister auch nach dem Impfstoff gegen Lungenentzündung.
• Testen Sie Ihr Haus auf Radongas. Radon ist ein farbloses, geschmack- und geruchloses Gas, das sich auf natürliche Weise bildet. Es kann durch Risse in der Wand in Gebäude eindringen und Lungenkrebs verursachen. Kostengünstige Testkits sind in vielen Baumärkten erhältlich. Wenn die Radonwerte gefährlich sind, ergreifen Sie die empfohlenen Maßnahmen, um die Radonwerte in Ihrem Haus zu senken, oder alarmieren Sie die Grundstückseigentümer, damit sie das Gebäude sanieren können.
• Tragen Sie Schutzkleidung, wenn Sie in einer Branche arbeiten, in der Sie Staub, Siliziumdioxid, Allergenen, chemischen Dämpfen oder anderer Luftverschmutzung in Innenräumen oder im Freien ausgesetzt sind.

Wie verändert sich die Lunge im Alter?

Mit zunehmendem Alter kann das Lungengewebe, das die Atemwege offen hält, an Elastizität verlieren, das heißt, es kann sich nicht mehr so leicht ausdehnen oder zusammenziehen wie in jungen Jahren.

Die Muskeln, die der Körper zum Atmen braucht, können kleiner oder schwächer werden, und die Wirbelsäule kann sich stärker krümmen, so dass die Lunge weniger Platz hat, um sich auszudehnen. Es kann länger dauern, Schleim und Partikel aus den Atemwegen zu entfernen.

• Auch das Husten kann schwieriger werden. Diese Veränderungen können dazu führen, dass die Atmung bei körperlicher Anstrengung mit zunehmendem Alter schwieriger wird.

ddp

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit einem medizinischen Thema, einem Gesundheitsthema oder einem oder mehreren Krankheitsbildern. Dieser Artikel dient nicht der Selbst-Diagnose und ersetzt auch keine Diagnose durch einen Arzt. Bitte lesen und beachten Sie hier auch den Hinweis zu Gesundheitsthemen! Der Beitrag basiert u.a. auf Informationen von MedlinePlus.