Das Atmungssystem ist eines der lebenswichtigsten Systeme des menschlichen Körpers, das für die Versorgung des Körpers mit Sauerstoff und den Abtransport von Kohlendioxid verantwortlich ist.
Die Atmung ist in erster Linie ein unwillkürlicher Prozess, der durch das autonome Nervensystem gesteuert wird, kann aber auch durch die Atemarbeit kontrolliert werden. Das Atmungssystem umfasst viele Strukturen, darunter Nase, Mund, Rachen, Luftröhre und Lunge.
Wie funktioniert das Atmungssystem?
Das Atmungssystem ist in erster Linie ein unwillkürliches System, da es vom autonomen Nervensystem des Körpers gesteuert wird. Das Atmungssystem ermöglicht viele Prozesse, aber es ist in erster Linie der Regulator der Atmung, auch als Atmung bekannt.
Die Atmung dient dem Austausch von Sauerstoff, der in die Lunge gelangt, gegen Kohlendioxid, das den Körper verlässt. Die Atmung ist hauptsächlich ein unwillkürlicher Vorgang, der vom Gehirn und dem autonomen Nervensystem gesteuert wird. Es gibt jedoch auch Fälle, in denen die Atmung freiwillig gesteuert wird. Beispiele für eine freiwillig gesteuerte Atmung sind das Singen und Sprechen.
Das Atmungssystem ist auch am Geruch beteiligt. Der Schleim im Atmungssystem hilft, den Körper vor Mikroben und Viren zu schützen. Das Atmungssystem hat zwei Bereiche:
- Die leitende Zone bewegt die Luft in und aus der Lunge
- In der Atemzone werden Sauerstoff und Kohlendioxid im Blut ausgetauscht
Anatomie des Atmungssystems
Das Atmungssystem umfasst eine Vielzahl von Organen und Systemen, darunter:
- Nase
- Mund
- Rachen (Pharynx)
- Sprachbox
- Luftröhre
- und Lunge.
Nase
Durch die Nase gelangt die Luft in den Körper. Die Nasenscheidewand ist die Struktur, die das Innere der Nase in zwei Nasenhöhlen unterteilt. Die Nase filtert und reinigt auch die in den Körper eintretende Luft und entfernt Partikel und Allergene.
Klebriger Schleim kleidet die beiden Nasenhöhlen aus, um Partikel und Allergene aufzufangen. Dieser Schleim fängt Staubpartikel, Bakterien und andere Umweltschadstoffe ab.
In der Nasenhöhle befinden sich außerdem winzige Härchen, die Zilien genannt werden. Diese winzigen Härchen transportieren Schleim aus der Nasenhöhle in den hinteren Teil des Rachens, wo er geschluckt und im Magen neutralisiert wird.
Die Nase ist auch in der Lage, die Luft zu erwärmen und zu befeuchten. Beim Einatmen strömt die Luft an der Nasenschleimhaut vorbei, durch die Nasennebenhöhlen und in die Muschelstruktur. Diese drei Falten sind Hohlräume, die die Atemwege erwärmen und befeuchten und die Nasenentleerung unterstützen.
Mund
Der Mund ist ein Teil des oberen Atemtrakts. Die Speiseröhre ist ein Durchgang, der von Mund und Rachen zum Magen führt.
Obwohl es viel häufiger vorkommt, dass Menschen durch die Nasengänge atmen, gibt es auch Mundatmung, von der jedoch als primäre Atmungsmethode abgeraten wird.
In erster Linie wird von der Mundatmung abgeraten, weil sie zu Schlafstörungen, Zahnproblemen und Unterschieden in der Gesichtsstruktur führen kann. Zu den negativen Symptomen der Mundatmung gehören Mundtrockenheit, Mundgeruch, Sabber auf dem Kopfkissen und Zahnfehlstellungen, wenn die oberen und unteren Zähne nicht richtig aufeinander ausgerichtet sind.
Kehle
Der Rachen ist ein Teil des Atmungs- und Verdauungssystems. Strukturell ist er eine mit Muskeln ausgekleidete Röhre, die Nase und Mund mit dem Kehlkopf (Stimmlippen) und der Speiseröhre verbindet.
Der Nasopharynx ist eine wichtige Abteilung des Pharynx, da er mit der Nase verbunden ist und den Luftdurchgang ermöglicht.
Sprachbox
Der Kehlkopf (Larynx), auch Stimmbox genannt, verbindet den Rachen (Pharynx) mit dem Rest des Atmungssystems. Er hilft beim Schlucken und enthält die wichtige Struktur der Stimmbänder. Weitere Funktionen sind die Erzeugung von Stimmlauten wie Sprache und Atmung.
Luftröhre
Die Luftröhre wird medizinisch als Trachea bezeichnet. Sie transportiert Sauerstoff und Kohlendioxid zu und von der Lunge und mündet in die Atemwege. Wenn eine Person einatmet, strömt sauerstoffhaltige Luft durch die Nase oder den Mund, die Luftröhre hinunter und in die Lunge.
Der Schleim kleidet die Luftröhre aus, um zu verhindern, dass Ablagerungen in die Lunge gelangen. Auch in der Luftröhre gibt es Flimmerhärchen, genau wie in der Nase. Die Luftröhre verläuft parallel zur Speiseröhre, der Röhre, die Nahrung und Flüssigkeiten zum Magen transportiert, wenn Nahrung versehentlich in die Luftröhre gelangt, was zu Husten führt.
Atemwege und Luftsäcke
Die Luftröhre (Trachea) ist im Wesentlichen eine lange Röhre, die den Kehlkopf mit den Bronchien verbindet, die zur Lunge führen. Diese Bronchien oder Bronchialröhren enthalten viele Unterabteilungen, die Sauerstoff aus der Luft in die Lungen leiten.
Es beginnt mit einem linken und einem rechten Hauptbronchus, die in Lappenbronchien münden, die die Lunge durchziehen. Diese verwandeln sich in segmentale Äste, die durch ein Segment jedes Lappens verlaufen, und schließlich in Bronchiolen, die das kleinste Segment darstellen.
Innerhalb der Bronchiolen verengen (schließen) und erweitern (öffnen) sich die Atemwege, um den Luftstrom in und aus der Lunge zu steuern. Die Bronchiolen transportieren dann die Außenluft zu den Alveolen oder winzigen Luftsäcken. Diese kleinen Lungenbläschen sind für den Gasaustausch verantwortlich und werden von winzigen Blutgefäßen umgeben. Die Bronchiolen stehen also am Anfang der Atemwege.
Lunge
Die Lunge ist ein großer, mit Luft gefüllter Sack, der sich in der Körpermitte befindet. Sie befindet sich in der Brusthöhle oder im Thoraxbereich. Die Rippen und darunter der Zwerchfellmuskel schützen die Seiten der Lunge. Die rechte Lunge besteht aus drei Lappen oder Abschnitten, die linke aus zwei. Die linke Lunge enthält die Herzfurche, die Platz für das Herz schafft. Die rechte Lunge befindet sich direkt über der Leber.
Die Lunge hat zwei Membranen oder Schutzschichten, eine auf sich selbst gefaltet und eine auf die Brusthöhle. Diese werden Pleura genannt und geben eine kleine Menge Flüssigkeit ab, die wie ein Schmiermittel wirkt. Dadurch kann sich die Lunge reibungslos in der Brustwand bewegen, und die Lunge dehnt sich aus.
Beim Einatmen bewegt sich der Zwerchfellmuskel nach unten in Richtung Magen, und die Rippenmuskeln bewegen sich nach oben und nach außen. Dadurch vergrößert sich der Brustraum und zieht sauerstoffreiche Luft durch die Nase oder den Mund (Mundhöhle) nach unten in die Lunge.
Beim Ausatmen zieht sich das Zwerchfell in die entgegengesetzte Richtung zusammen, und die Brustwandmuskeln werden entspannt. Das Zwerchfell wird kleiner, und die Luft bewegt sich und drückt nach außen.
Häufige Erkrankungen des Atmungssystems
Es gibt zwei Kategorien von Erkrankungen des Atmungssystems:
- Akut
- und chronisch.
Chronische Atemwegserkrankungen beeinträchtigen die Atemwege und andere Teile des Atmungssystems, einschließlich der Lunge, über einen längeren Zeitraum. Zu den häufigsten chronischen Atemwegserkrankungen gehören:
- Asthma
- chronisch-obstruktive Lungenerkrankung (COPD)
- Lungenkrebs
- Mukoviszidose
- Schlafapnoe.
Zwei der wichtigsten Risikofaktoren für chronische Atemwegserkrankungen sind Tabakrauch, persönliche oder Passivrauchexposition und die Luftqualität. Wer selbst raucht, erhöht sein Risiko, an Lungenkrebs, chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) und Asthma zu erkranken.
Asthma
Asthma betrifft einen großen Teil der Kinder und Erwachsenen auf der ganzen Welt. Zu den Symptomen gehören Kurzatmigkeit, Engegefühl in der Brust und pfeifendes Atmen. Asthmaanfälle können nach körperlicher Anstrengung, nach Kontakt mit Allergenen, viralen Atemwegsinfektionen, reizenden Dämpfen oder Gasen auftreten.
Eine Entzündung der Atemwegswände und eine Verengung der Atemwege führen zu den Symptomen. Bei Menschen mit extremeren Fällen von Asthma kann ein Asthma-Inhalator erforderlich sein. Er entspannt die Muskeln der Atemwege in der Lunge und erleichtert so das Atmen.
Schlaf-Apnoe
Schlafapnoe ist eine Störung, bei der die Atmung während des Schlafs mehrmals unterbrochen wird. Diese Pausen dauern 10 bis 30 Sekunden und können mehrmals in der Nacht auftreten.
Es gibt drei Arten von Schlafapnoe:
- obstruktiv
- zentral
- und gemischt.
Die obstruktive Schlafapnoe ist die häufigste Form, bei der die oberen Atemwege während des Schlafs blockiert sind. Die Verstopfung tritt häufig auf, weil das weiche Gewebe im hinteren Teil des Rachens während des Schlafs kollabiert und sich verschließt.
Auch andere Dinge können die Atemwege blockieren, wie z. B. eine entspannte Rachenmuskulatur, ein enger Atemweg, eine große Zunge oder zusätzliches Fettgewebe im Rachen.
Schlafapnoe kann auch Symptome wie diese verursachen:
- Tagesmüdigkeit
- lautes Schnarchen
- keuchend
- Ersticken im Schlaf
- Stimmungsschwankungen, und
- schlechte Konzentration.
Durch eine Änderung der Lebensweise können die Symptome gelindert werden. Es gibt jedoch auch andere Behandlungsmöglichkeiten. Bei einem CPAP-Gerät (Continuous Positive Airway Pressure) wird eine spezielle Maske getragen, die den Rachen offen hält, das Schnarchen stoppt und Atempausen verhindert.
COPD (Chronisch obstruktive Lungenerkrankung)
Von einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) spricht man, wenn sich die Atemwege der Lunge entzünden und verdicken. Sie wird oft auch als chronische Bronchitis oder Emphysem bezeichnet. Bei COPD ist das Gewebe, in dem der Sauerstoffaustausch stattfindet, betroffen.
Der Luftstrom von Sauerstoff in und aus der Lunge nimmt ab. Dadurch wird es schwieriger, Kohlendioxid als Abfallgas in die Atmosphäre abzuführen.
Für Menschen, die mit COPD leben, können die körperlichen Herausforderungen, die mit der Krankheit einhergehen, ihre Stimmung und emotionale Gesundheit beeinträchtigen. Angstzustände und Depressionen sind in dieser Patientengruppe weit verbreitet, werden aber oft nicht erkannt und nicht behandelt.
Das Symptom der Kurzatmigkeit kann Angstzustände und Panikattacken auslösen. Angst löst physiologisch eine verstärkte Ventilation oder schnellere Atmung aus, was die Kurzatmigkeit verschlimmern kann.
Die Forschung zeigt, dass die Behandlung von Angstzuständen und Depressionen die Fähigkeit der Patienten verbessern kann, die COPD-Behandlung durchzuhalten, die körperliche Gesundheit zu verbessern und die medizinischen Kosten zu senken.
Diagnose von Erkrankungen der Atemwege
Die Spirometrie ist der gängigste Test für die Lungenfunktion. Bei der Spirometrie wird gemessen, wie viel Luft in die Lunge ein- und ausgeatmet werden kann und wie schnell die Luft ausgeatmet werden kann.
Atemtherapeuten und andere Fachkräfte des Gesundheitswesens befassen sich mit der Gesundheit der Atemwege, indem sie das Lungenvolumen und die Lungenkapazität untersuchen. Diese beziehen sich auf das Luftvolumen in der Lunge in verschiedenen Phasen des Atemzyklus.
Luftverschmutzung und Atemwegserkrankung
Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat die Luftverschmutzung als ein großes Problem für die menschliche Gesundheit bezeichnet. Die Daten zeigen, dass der größte Teil der Weltbevölkerung (99 %) Luft einatmet, die die WHO-Richtlinien überschreitet. In Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen ist die Belastung durch Schadstoffe wie Kohlendioxid höher.
Luftverschmutzung, ob in Innenräumen oder im Freien, kann gesundheitliche Probleme verursachen, insbesondere für Menschen mit Lungenkrankheiten. Luftverschmutzung kann das Lungengewebe reizen, entzünden und zerstören. Dies ist selbst bei niedrigen Konzentrationen möglich.
Ein höheres Risiko, an Luftverschmutzung zu erkranken, haben Kinder, ältere Menschen und Menschen mit chronischen Krankheiten.
Lokale Luftqualitätsindizes sind über Wetter-Apps auf dem Handy leicht abrufbar. Wenn die Luftverschmutzung im Freien hoch ist, sollte man am besten in den Häusern bleiben. Ein hoher Kohlendioxidgehalt in der Luft kann zu diesem Problem beitragen.
Die Grundlagen der Atemarbeit für das Atmungssystem
Bei der Atemarbeit wird tief aus dem Zwerchfell oder dem Bauch heraus geatmet, was zur Entspannung beiträgt.
Die Wissenschaft hinter der Atemarbeit befasst sich mit dem autonomen Nervensystem, das aus zwei Teilen besteht.
Das sympathische Nervensystem ist die Kampf- oder Fluchtreaktion.
Das parasympathische Nervensystem ist die Ruhe- und Verdauungsreaktion. Die Atemarbeit wirkt dem Sympathikus entgegen, indem sie die parasympathische Abteilung aktiviert. Zum Beispiel kann sie eine Bronchodilatation bewirken, indem sie die Bronchien entspannt.
Die potenziellen Vorteile der Atemarbeit wurden umfassend erforscht und werden als solche bezeichnet:
-
die posttraumatische Belastungsstörung zu lindern
-
die Asthmasymptome zu verbessern und
-
den Bluthochdruck zu senken.
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Ressourcen
Chronische Erkrankungen der Atemwege - Kanada.ca
Leben mit COPD | American Lung Association
COPD und emotionale Gesundheit | American Lung Association
Anatomie der Aorta | Clevelandclinic.org
Nationales Herz-, Lungen- und Blutinstitut (NHLBI)
Atmungssystem: Atmungsfunktionen - LabXchange
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