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Atmung und Lunge

Etwa 20.000 Mal am Tag atmest du ein und aus, ohne darüber nachzudenken. In dieser Lektion lernst du den Weg der Luft bis in die Lungenbläschen, verstehst den Gasaustausch und unterscheidest Brust- von Bauchatmung.

  • Fach: Biologie
  • Klasse 7
  • Thema: Der menschliche Körper
  • Dauer: 15 Min
  • Niveau: Mittel
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Der Weg der Luft und der Gasaustausch

Die Luft tritt durch die Nase ein, wo sie angewärmt, angefeuchtet und von Staub gereinigt wird. Über den Rachen und den Kehlkopf gelangt sie in die Luftröhre, die sich in zwei Hauptbronchien teilt – eine für jeden Lungenflügel. Die Bronchien verzweigen sich immer feiner, wie die Äste eines 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 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. In der eingeatmeten Luft steckt viel Sauerstoff, im ankommenden Blut wenig – also wandert Sauerstoff ins Blut. Beim Kohlenstoffdioxid ist es genau umgekehrt. Die Lungenbläschen bringen gemeinsam etwa 100 Quadratmeter Fläche unter, ungefähr so viel wie eine große Wohnung.

Die Lunge selbst hat keine Muskeln und kann sich nicht von allein bewegen. Sie folgt dem Brustraum. Zwischen Lunge und Brustwand liegt ein Spalt mit Flüssigkeit, der beide aneinander haften lässt wie zwei nasse Glasscheiben. Vergrößert sich der Brustraum, wird die Lunge mit gedehnt, der Druck darin sinkt, und Luft strömt von außen nach. Beim Ausatmen entspannen sich die Muskeln meist einfach wieder, das geht ohne eigene Kraft.

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Brustatmung oder Bauchatmung?

Es gibt zwei Muskelgruppen, die den Brustraum vergrößern können, und sie arbeiten normalerweise zusammen. Bei der Brustatmung heben die Zwischenrippenmuskeln die Rippen nach außen und oben, der Brustkorb wird weiter. Bei der Bauchatmung zieht sich das Zwerchfell zusammen, die kuppelförmige Muskelplatte unter der Lunge. Sie flacht dabei ab und senkt sich, wodurch der Brustraum nach unten größer wird – die Bauchorgane werden nach vorn geschoben, und der Bauch wölbt sich.

Im Ruhezustand übernimmt das Zwerchfell den größeren Teil der Arbeit, etwa zwei Drittel. Beim Sport kommt die Brustatmung kräftig dazu, und bei starker Anstrengung helfen sogar Schulter- und Halsmuskeln mit. In beiden Fällen ist nur das Einatmen aktive Muskelarbeit; das Ausatmen geschieht in Ruhe passiv, weil Brustkorb und Lunge von sich aus zurückfedern.

Brustatmung

Die Zwischenrippenmuskeln heben die Rippen. Wird bei Anstrengung wichtig, wenn mehr Luft gebraucht wird.

Beispiele

  • beim Sprinten hebt und senkt sich der Brustkorb deutlich sichtbar
  • tiefes Einatmen beim Arztbesuch
  • Singen mit hoher Lautstärke

Signalwörter

  • Rippen bewegen sich nach außen und oben
  • beteiligter Muskel: Zwischenrippenmuskulatur
  • Brustumfang nimmt messbar zu
  • liefert bei Belastung das zusätzliche Luftvolumen

Bauchatmung

Das Zwerchfell flacht ab und senkt sich. Das ist die ruhige Atmung im Alltag und im Schlaf.

Beispiele

  • im Schlaf hebt und senkt sich die Bauchdecke
  • ruhiges Sitzen beim Lesen
  • bewusste Atemübungen zur Entspannung

Signalwörter

  • Bauchdecke wölbt sich beim Einatmen vor
  • beteiligter Muskel: Zwerchfell
  • Rippen bleiben fast unbewegt
  • trägt in Ruhe etwa zwei Drittel der Atmung
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Warum strömt beim Einatmen überhaupt Luft hinein?

Du atmest ruhig ein. Das Zwerchfell senkt sich um etwa 1,5 Zentimeter. Erkläre, warum dadurch Luft in die Lunge gelangt, obwohl die Lunge selbst keine Muskeln hat.

Gegeben:

  • Zwerchfell senkt sich um etwa 1,5 cm
  • Luftdruck außen: etwa 1013 Hektopascal
  • Lunge und Brustwand haften über den Flüssigkeitsspalt aneinander

Gesucht:

Wodurch entsteht die Strömung in die Lunge?

Lösung:

  1. Das Zwerchfell zieht sich zusammen, flacht ab und senkt sich. Der Brustraum wird dadurch größer.
  2. Weil Lunge und Brustwand aneinander haften, wird die Lunge mit gedehnt, ihr Innenraum vergrößert sich also ebenfalls.
  3. Dieselbe Luftmenge verteilt sich nun auf mehr Raum, also sinkt der Druck in der Lunge unter den Außendruck.
  4. Luft strömt immer vom höheren zum niedrigeren Druck – also von außen durch Nase und Luftröhre in die Lunge hinein.

Die Lunge wird nicht aufgepumpt, sondern passiv gedehnt. Das Einatmen beruht auf einem Unterdruck in der Lunge gegenüber der Außenluft.

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Jetzt bist du dran!

Aufgabe 1 von 3

Wo im Körper findet der Gasaustausch statt?

Wo im Körper findet der Gasaustausch statt?
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Das Wichtigste in Kürze

  • Weg der Luft: Nase, Rachen, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien, Lungenbläschen.
  • Der Gasaustausch findet nur in den Lungenbläschen statt, rund 100 Quadratmeter Fläche.
  • Sauerstoff geht ins Blut, Kohlenstoffdioxid aus dem Blut in die Luft – immer vom höheren zum niedrigeren Anteil.
  • Brustatmung über die Zwischenrippenmuskeln, Bauchatmung über das Zwerchfell; in Ruhe überwiegt das Zwerchfell.
  • Typischer Fehler: zu glauben, die Lunge sauge die Luft an. Sie hat keine Muskeln, sie wird vom Brustraum gedehnt.

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