Die Atmung erfolgt in der Regel automatisch und wird unbewusst vom Atemzentrum im Hirnstamm kontrolliert. Auch im Schlaf und selbst im bewusstlosen Zustand findet die Atmung weiterhin statt. Menschen können ihre Atmung aber auch willentlich steuern, zum Beispiel bei einer Ansprache, beim Singen oder dem freiwilligen Anhalten des Atems. Sensorische Organe im Gehirn, in der Aorta und in den Halsschlagadern überwachen das Blut und messen die Sauerstoff- und Kohlendioxidkonzentrationen. In der Regel ist eine erhöhte Kohlendioxidkonzentration der stärkste Anreiz, tiefer und häufiger zu atmen. Im umgekehrten Fall verringert das Gehirn die Häufigkeit und Tiefe der Atemzüge, wenn die Kohlendioxidkonzentration im Blut niedrig ist. Im Ruhezustand atmet ein Erwachsener durchschnittlich etwa 15-mal pro Minute ein und aus.
(Siehe auch Übersicht über das Atmungssystem.)
Atemmuskulatur
Die Lunge hat keine eigenen Skelettmuskeln. Die Atemarbeit wird ausgeführt von:
Diaphragma (Pessar)
Muskeln zwischen den Rippen (Interkostalmuskeln)
Muskeln im Hals
Bauchmuskulatur
Das Zwerchfell (Diaphragma), eine kuppelförmige Muskel-Sehnen Platte, welche die Brusthöhle vom Bauchraum trennt, ist der wichtigste Muskel für das Einatmen (Inhalation oder Inspiration). Das Zwerchfell ist unten am Brustbein (Sternum), am unteren Bereich des Brustkorbs und an der Wirbelsäule befestigt. Wenn sich das Zwerchfell (Diaphragma) zusammenzieht, weitet es die Brusthöhle in Länge und Durchmesser aus, sodass sich die Lunge ausdehnt.
Die Interkostal- und die Halsmuskeln unterstützen die Bewegung des Brustkorbs und damit die Atmung.
Die Bauchmuskulatur ist manchmal am Ausatmen beteiligt. Das Ausatmen (Exhalation oder Exspiration) läuft gewöhnlich passiv ab, wenn sich der Betreffende nicht körperlich anstrengt. Die Elastizität der Lunge und der Brustwand, die während der Einatmung aktiv gedehnt werden, führt dazu, dass sie in ihre Ruheform zurückkehren, und bei der Entspannung der Muskulatur Luft aus der Lunge ausgestoßen wird. Aus diesem Grund ist es für eine ruhende Person möglich, ohne Anstrengung auszuatmen. Während starker körperlicher Anstrengung hingegen beteiligt sich eine Reihe verschiedener Muskeln an der Ausatmung. Hierbei ist die Bauchmuskulatur von besonderer Bedeutung. Wenn sich die Bauchmuskeln zusammenziehen, erhöht sich der Druck im Bauchraum und drückt das entspannte Zwerchfell gegen die Lunge, wodurch die Luft ausgestoßen wird.
Die Atemmuskulatur kann sich nur dann zusammenziehen, wenn die Nervenleitungen zum Gehirn intakt sind. Bei gewissen Hals- und Rückenverletzungen kann die Wirbelsäule durchtrennt sein, was zur Unterbrechung der Nervenverbindung zwischen dem Gehirn und diesen Muskeln führt, wodurch der Betroffene ohne künstliche Beatmung sterben würde.
Die Rolle des Zwerchfells bei der Atmung
Wenn sich das Zwerchfell (Diaphragma) zusammenzieht und absenkt, vergrößert sich die Brusthöhle und verringert so den Druck innerhalb der Lunge. Zum Ausgleich des Druckgefälles tritt Luft in die Lunge ein. Wenn sich das Zwerchfell entspannt und wieder hebt, wird die Luft durch die Elastizität der Lunge und der Brustwand aus der Lunge herausgedrückt. |
