Berlin, 24.03.2020 - Mindestens 10.000 Liter Luft strömen jeden Tag ganz automatisch durch unsere Lungen. Damit ist die Lunge, unser Atmungsorgan, unglaublich leistungsstark. Dank ihr gelangt Sauerstoff aus der Atemluft in unseren Körper. Und ohne Sauerstoff können wir nicht leben. Aber wie genau funktioniert das? Und was atmen wir eigentlich wieder aus?
Die Lunge liegt von den Rippen umgeben im Brustkorb. Sie ist unser zentrales Atemorgan und sorgt dafür, dass lebenswichtiger Sauerstoff in unser Blut gelangt. Denn alle Körperzellen benötigen Sauerstoff, um zu funktionieren. Gleichzeitig entsorgt sie Kohlendioxid, das als Abfallprodukt im Körper anfällt. Über das Blut wird nämlich nicht nur der Sauerstoff von der Lunge aus im ganzen Körper verteilt, es befördert auch das Kohlendioxid zurück, das als Abfallprodukt des Stoffwechsels entsteht. Beim Ausatmen wird das Kohlendioxid dann aus dem Körper entfernt.
Die Lunge besteht aus einem linken und einem rechten Flügel. Sie sind nicht gleich groß. Der linke Lungenflügel ist etwas kleiner als der rechte, da auf der linken Seite das Herz einigen Raum einnimmt. Beide sind von einem weit verzweigten Röhrensystem durchzogen, das sich immer weiter verfeinert und die Atemluft bis zu den Lungenbläschen transportiert. Man spricht bei diesem Leitsystem von den Bronchien.
Durch die Bronchien gelangt also die Luft in die Lungenflügel. Es sind feine Röhren, die aus dem unteren Ende der Luftröhre entspringen. In der Lunge zweigen sich die Bronchien immer weiter auf. Am Ende der feinsten Aufzweigungen stehen die rund 300 Millionen Lungenbläschen.
Die winzigen Lungenbläschen haben einen Durchmesser von ca. 0,1 bis 0,2 Millimeter und lassen die Lungen wie einen feinporigen, zarten Schwamm erscheinen. Zusammen haben sie eine Oberfläche von 80 bis 120 Quadratmetern. Würde man alle Lungenbläschen aufklappen und zusammenfügen, dann wäre die Fläche so groß wie eine Drei- bis Vierzimmerwohnung.
10.000 Liter Luft strömen täglich durch unsere Lungen.
300 Mio. Lungenbläschen sind ausgeklappt so groß wie eine 3- bis 4-Zimmer-Wohnung.
Umschlossen werden die Lungenbläschen von einem Netzwerk feinster Blutgefäße, den sogenannten Lungenkapillaren. Die Wände der Kapillaren und der Lungenbläschen sind so dünn, dass Kohlendioxid und Sauerstoff leicht hindurchtreten können. So findet der Gasaustausch zwischen Luft und Blut statt und das ganz automatisch.
An unsere Atmung müssen wir nicht denken, denn sie funktioniert von ganz allein. Damit das so ist, gibt es im Gehirn ein eigenes Zentrum für den Atem. Dieses Atemzentrum regelt, dass wir automatisch atmen. Es sorgt dafür, dass wir im ruhigen Zustand etwa 12 bis 16 Mal pro Minute ein- und wieder ausatmen. Dabei beträgt die Luftmenge pro Atemzug 400 bis 600 Milliliter. Bei körperlichen Anstrengungen benötigen unsere Muskeln mehr Sauerstoff, daher atmen wir schneller.
Doch woher weiß das Atemzentrum, wie es die Sauerstoffzufuhr steuern soll? Dazu befinden sich an einigen Stellen im Körper spezialisierte Zellen, die als Messfühler dienen. Sie messen stetig, wie viel Sauerstoff bzw. Kohlendioxid im Blut sind. Diese Informationen werden an das Atemzentrum übermittelt, das dann je nach Bedarf die Atmung beschleunigt oder verlangsamt.
Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid sind zwei Gase, die bei der Atmung eine wichtige Rolle spielen. Man spricht daher von einem Gasaustausch. Im Körper findet dieser Gasaustausch an zwei Stellen statt: einmal im Körpergewebe, z. B. in den Muskeln. Dort wird Kohlenstoffdioxid, eine chemische Verbindung aus Sauerstoff und Kohlenstoff (CO2) in das Blut abgegeben und Sauerstoff in die Muskelzellen aufgenommen. In der Lunge wiederum wird dann Kohlenstoffdioxid in die Lungenbläschen aufgenommen und Sauerstoff aus der Atemluft ins Blut abgegeben. Unsere Atemluft ist im Übrigen auch ein Gasgemisch aus Stickstoff, Sauerstoff, Edelgasen und Kohlenstoffdioxid. Der in der eingeatmeten Luft enthaltene Sauerstoff wird zum Teil entnommen. Die übrigen Gase und das im Körper gebildete Kohlenstoffdioxid atmen wir wieder aus. Aber wie können die Lungen Sauerstoff aus der Luft entnehmen?
Das gelingt durch ein in den Naturwissenschaften oft genutztes Prinzip, dem sogenannten Konzentrationsgefälle und dessen Ausgleich. Aus der Biologie kennt man vielleicht die Osmose bei Pflanzen. Beim Menschen erfolgt der Austausch wie folgt: Wird sauerstoffarmes Blut aus dem Körper vom Herzen in die Lunge gepumpt, fließt es dort in den kleinsten Blutgefäßen an einem Lungenbläschen vorbei. Hier nimmt es Sauerstoff aus der Luft im Lungenbläschen auf. Der Sauerstoff tritt durch die dünne Wand zwischen Lungenbläschen und Blutgefäß und folgt dabei einem Konzentrationsgefälle: Da die Sauerstoff-Konzentration in der Luft höher ist als im Blut, wandert der Sauerstoff ins Blut. Umgekehrt ist an dieser Stelle im Blut mehr Kohlendioxid als in der Luft. Daher tritt Kohlendioxid durch die dünne Wand hindurch aus dem Blutgefäß ins Lungenbläschen über, von wo aus es schlussendlich über die Luftwege ausgeatmet wird.
Durch die Atmung gelangt immer wieder neuer Sauerstoff in die Lungenbläschen und Kohlendioxid wird daraus entfernt. So ist sichergestellt, dass das Blut jederzeit Sauerstoff aus den Lungenbläschen aufnehmen kann.
