Mechanik des Atmungsprozesses

Die Atmung ist eine der wichtigsten lebenswichtigen Funktionen des Menschen und anderer Säugetiere und sorgt für den Gasaustausch zwischen der Zelle und der Umwelt. Der Atmungsprozess beim Menschen besteht aus drei Phasen: äußere Atmung, Gasübertragung durch Blut und innere Atmung. In diesem Artikel befassen wir uns mit der Mechanik der äußeren Atmung, also dem mechanischen Vorgang, bei dem die Lunge mit Luft gefüllt (Einatmen) und diese Luft wieder abgegeben wird (Ausatmen).

Der Atemzyklus, bestehend aus Ein- und Ausatmen, wiederholt sich beim Menschen 15-18 Mal pro Minute. Beim Einatmen ziehen sich die Interkostalmuskeln zusammen und ziehen die vorderen Enden der Rippen aufgrund des „Scharniers“ der Rippen mit der Wirbelsäule nach oben und vorne. Gleichzeitig zieht sich das Zwerchfell, das den Boden der Brusthöhle bildet, zusammen und wird im oberen Teil weniger konvex, wodurch sich auch das Volumen der Brusthöhle vergrößert. Der Raum der Brusthöhle wird geschlossen und diese Volumenzunahme führt zu einem Druckabfall in der Lunge. Wenn der Druck unter den Atmosphärendruck fällt, strömt Außenluft durch die Luftröhre und die Bronchien in die Alveolarsäcke und Alveolen.

Beim Ausatmen wird aufgrund der Elastizität der Lunge selbst und der Schwere der Brustwände Luft aus der Lunge gedrückt. Beim Einatmen dehnt sich die Lunge aus und füllt sich mit Luft. Nach Entspannung der Interkostalmuskulatur können die Rippen in ihre ursprüngliche Position zurückkehren und die gleichzeitige Entspannung des Zwerchfells führt dazu, dass es unter dem Druck der in der Bauchhöhle befindlichen Organe wieder seine vorherige Kuppel annimmt -förmige Form. Dadurch verringert sich das Volumen der Brusthöhle, wodurch das gedehnte elastische Gewebe der Lunge die beim Einatmen in die Lunge gelangte Luft komprimieren und herausdrücken kann.

Auch die Muskeln der Bauchdecke ziehen sich zusammen, wodurch die Bauchorgane auf das Zwerchfell nach oben drücken und dadurch die elastische Kompression der Lunge weiter beschleunigen. Beim Atmen üben die Wände der Brusthöhle niemals Druck auf die Lunge aus und drücken keine Luft aus ihnen heraus; Eine Verringerung des Volumens der Brusthöhle führt nur dazu, dass die Lunge aufgrund ihrer eigenen Elastizität schrumpft.

Husten und Niesen sind Formen der forcierten Ausatmung, bei der durch kräftige Muskelkontraktion der Bronchialbaum und die Lungenbläschen schnell von Schleim, Staub und anderen schädlichen Partikeln befreit werden.

Die Mechanik der äußeren Atmung besteht also darin, die Lunge beim Einatmen mit Luft zu füllen und diese Luft beim Ausatmen herauszudrücken. Gesteuert wird dieser Prozess durch das Atemzentrum im Gehirn, das die Atemfrequenz und -tiefe abhängig vom Bedarf des Körpers an Sauerstoff und Kohlendioxid reguliert.

Obwohl die Atmung ein automatischer Prozess ist, können wir sie bewusst steuern, beispielsweise bei verschiedenen körperlichen Übungen oder während der Meditation. Darüber hinaus kann die richtige Atmung dabei helfen, mit Stress umzugehen und die allgemeine Gesundheit zu verbessern.