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Innere und äußere Atmung
Wie schon erwähnt, benötigt der Körper sehr viel Energie zur Aufrechterhaltung seiner Funktionen. Diese erhält er größtenteils durch den oxidativen Abbau der Nährstoffe. Dazu ist eine ständige Versorgung mit Sauerstoff bis in jede kleinste Zelle erforderlich.
Mit Hilfe der Atemorgane wird Sauerstoff (O2) aus der Luft eingeatmet und an das Blut abgegeben. Hier bindet er sich vor allem an das Hämoglobin der roten Blutkörperchen (Erythrocyten), um so in den großen Kreislauf gebracht zu werden. Arterielles Blut kann zwar ungefähr 20 Vol % Sauerstoff binden, davon sind im venösen Blut aber immer noch etwa 12 Vol % enthalten, also nicht einmal die Hälfte wird genutzt. Aus den Zellen tritt Kohlendioxid und gelangt über das Blutplasma, gebunden an Eiweiß oder Bikarbonat, über die Lungenbläschen (Alveolen) in die Atemluft. Dieser gesamte Vorgang, bei dem ein Gasaustausch zwischen der Umwelt und dem menschlichen Organismus über die Lungen stattfindet, wird als ”äußere Atmung“ bezeichnet.
Im Gegensatz dazu beschreibt die ”innere Atmung“, die auch als Gewebeatmung bezeichnet wird, physikalische und chemische Prozesse des Gasaustausches der Zellen. Diese nehmen den auf dem Blutweg herangebrachten Sauerstoff auf und verbrennen mit Hilfe ihrer Atmungsenzyme die organischen Verbindungen. An diesen vielgestaltigen Stoffwechselvorgängen sind sehr unterschiedliche Enzyme beteiligt, die jeweils bestimmte Reaktionen zu regeln haben.
Ein Verbrennungsvorgang kann zum einen durch das Anfügen von Sauerstoff, zum anderen durch die Abgabe von Wasserstoff von statten gehen. In dem Vorgang, der als aerobe Reaktion bezeichnet wird, erfolgt die Energiegewinnung unter Sauerstoffverbrauch in den Mitochondrien, den energetischen Zentren der Zellen. In der anaeroben Reaktion wird Energie durch Gärung innerhalb des Zytoplasmas (Zellkörper) ohne Sauerstoffbeteiligung gewonnen. Während beider Reaktionen kommt es zur Bildung von Adenosintriphosphat (ATP), einem wichtigen Energiespeicherstoff.
