Atmung und Lunge

Die Luft tritt durch die Nase ein, wo sie angewärmt, angefeuchtet und von Staub gereinigt wird. Die Nasenhaare fangen grobe Teilchen ab, die Schleimhaut hält feinen Staub und Krankheitserreger fest. Atmest du durch den Mund, fällt diese Vorbereitung weg – deshalb kratzt der Hals nach einem Lauf in kalter Luft oft so unangenehm.

Über den Rachen und den Kehlkopf gelangt die Luft in die Luftröhre. Rachen ist dabei eine Kreuzung: Hier treffen sich Luftweg und Speiseweg. Damit beim Schlucken kein Essen in die Luftröhre rutscht, klappt der Kehldeckel wie ein Deckel darüber. Passiert das doch einmal, musst du husten – ein Schutzreflex, der den Fremdkörper wieder hinausbefördert.

Die Luftröhre ist etwa zehn bis zwölf Zentimeter lang und wird von hufeisenförmigen Knorpelspangen offen gehalten, sonst würde sie beim Einatmen zusammenfallen wie ein Strohhalm, an dem man zu stark saugt. Innen ist sie mit Flimmerhärchen besetzt, die Schleim samt Staub ständig nach oben Richtung Rachen transportieren. Dann teilt sie sich in zwei Hauptbronchien – eine für jeden Lungenflügel. Die Bronchien verzweigen sich immer feiner, wie die Äste eines umgedrehten Baumes, bis sie in etwa 300 Millionen Lungenbläschen enden. Erst dort passiert das Eigentliche, alles davor ist nur Transportweg.

Jedes Lungenbläschen ist von einem dichten Netz feinster Blutgefäße, den Kapillaren, umgeben. Die Wand zwischen Luft und Blut ist extrem dünn, weniger als ein Tausendstel Millimeter. Deshalb können Gase sie durchqueren, und zwar immer von der Seite mit dem höheren zur Seite mit dem niedrigeren Anteil. Diesen Vorgang nennt man Diffusion – er braucht keine Energie, er passiert von allein.

In der eingeatmeten Luft steckt viel Sauerstoff, im ankommenden Blut wenig – also wandert Sauerstoff ins Blut und wird an die roten Blutkörperchen gebunden. Beim Kohlenstoffdioxid ist es genau umgekehrt: Es entsteht in den Körperzellen bei der Zellatmung, kommt mit dem Blut zur Lunge und wandert von dort in die Luft der Lungenbläschen, die du dann ausatmest.

Damit genug Gas ausgetauscht werden kann, braucht es eine riesige Fläche. Die Lungenbläschen bringen zusammen etwa 100 Quadratmeter unter, ungefähr so viel wie eine große Wohnung – verpackt in einem Brustkorb. Das ist ein Grundprinzip der Biologie, das dir noch oft begegnet: Oberflächenvergrößerung. Auch Darmzotten und Wurzelhaare funktionieren nach demselben Prinzip.

Bei einem ruhigen Atemzug bewegst du nur etwa einen halben Liter Luft. Das nennt man das Atemzugvolumen. Mit rund 12 bis 16 Atemzügen pro Minute kommen in Ruhe also sechs bis acht Liter Luft pro Minute zusammen. Beim Sport steigen sowohl die Atemfrequenz als auch die Tiefe jedes Atemzugs, und das Atemminutenvolumen kann auf über 100 Liter anwachsen.

Wie viel Luft du nach tiefstem Einatmen maximal ausatmen kannst, heißt Vitalkapazität. Bei Erwachsenen liegt sie meist zwischen drei und fünf Litern, bei trainierten Ausdauersportlern auch darüber. Selbst nach kräftigstem Ausatmen bleibt aber immer ein Rest von etwa einem Liter in der Lunge zurück, das Restvolumen. So fallen die Lungenbläschen nie ganz zusammen.

Die Flimmerhärchen in Luftröhre und Bronchien sind die Reinigungsanlage der Atemwege. Zigarettenrauch lähmt sie und zerstört sie auf Dauer. Der Schleim bleibt dann liegen und muss abgehustet werden – der typische Raucherhusten. Zusätzlich lagern sich Teerstoffe in der Lunge ab, und die Wände der Lungenbläschen können zerstört werden. Dann schrumpft die Fläche für den Gasaustausch, und schon Treppensteigen macht atemlos.

Ausdauersport dagegen stärkt die Atemmuskulatur. Zwerchfell und Zwischenrippenmuskeln arbeiten kräftiger, jeder Atemzug wird tiefer und die Atmung dadurch effizienter. Neue Lungenbläschen entstehen durch Training zwar nicht, aber die vorhandenen werden besser genutzt. Auch viel Bewegung an frischer Luft und das Atmen durch die Nase entlasten die Atemwege.