Atemmechanik

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Atemmechanik
Die Atmung dient der Aufnahme und dem Austausch von Luft. Diese wird in die Lungen aufgesaugt. Dabei erweitert sich der Brustraum. Durch Verkleinerung des Brustraumes wird sie wieder herausgepresst.
Um den Gasaustausch zwischen Umwelt und Lungenalveolen zu ermöglichen, muss der Druck in diesen beiden Bereichen unterschiedlich sein. Während der Einatmungsphase muss der Druck in den Alveolen, den man auch als intrapulmonalen Druck bezeichnet, niedriger als der der Umweltluft sein. Bei der Ausatmungsphase sind die Verhältnisse umgekehrt. Um die Druckverhältnisse zu erreichen, muss das Volumen der Lunge beim Einatmen vergrößert, beim Ausatmen verkleinert werden. Dieses erfolgt durch die Bewegungen des Zwerchfells und des Brustkorbes, unterstützt von Atemmuskeln.
Bei der Einatmung wird der Inhalt des Brustraumes vergrößert, indem sich das Zwerchfell (Diaphragma) zusammenzieht, wobei seine Kuppeln flach abfallen. Dabei kommt es zu einer Entfaltung des Spaltraumes zwischen Zwerchfell und Brustwand (Recessus costadiaphragma). Der untere Lungenrand dehnt sich nach seitlich und unten aus, es kommt also zu einer Verschiebung des Lungenrandes. Gleichzeitig heben sich bei der Rippenatmung die Rippen (Costae) durch die Kontraktion der Interkostalmuskulatur (Musculi intercostales externi). Damit nimmt der Brustraum seitlich und von vorn nach hinten an Größe zu. Bei stärkerer Einatmung wird der Brustkorb (Thorax) zusätzlich von den Atemhilfsmuskeln (M. sternocleidomastoideus und M. pectoralis major) und von der Treppenmuskulatur (Musculi scaleni) angehoben.
Bei der Ausatmung wird das erschlaffte Zwerchfell durch den im Bauchraum herrschenden Druck in Form von zwei Kuppeln nach oben gepresst. Im Gegensatz dazu verschiebt sich die Zwerchfellmitte (Centrum tendineum) kaum. Der im Aufbau elastische Brustkorb legt sich passiv in eine Atemruhelage, die Rippen senken sich. Der zuvor entfaltete Spaltraum zwischen Brustwand und Zwerchfell wird geschlossen, indem sich das Brustfell hier aufeinander legt. Die Ausatmung kann durch die Bauchwandmuskeln (Bauchpresse) verstärkt werden. Der Brustraum wird insgesamt verkleinert und damit die Lunge wieder zusammengepresst.

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