Atmungsorgane des Menschen

Atmungsorgane des Menschen – Biologie

Warst du vielleicht schon einmal im Sommerurlaub schnorcheln, um unter der Wasseroberfläche atmen zu können? Und hast du dich auch schon einmal gefragt, warum ein Schnorchel nicht länger ist, um tiefer tauchen zu können?
Warum das so ist und welche Organe man zum Atmen braucht, erklären wir dir in diesem Text. Außerdem lernst du etwas über unsere Atmungsorgane und ihre Funktionen und ihren Bau und welche Organe bei der Atmung beteiligt sind.

Atmungsorgane und ihre Aufgaben

Jeder Mensch ist auf den Sauerstoff ($\ce{O2}$) in der Luft angewiesen und atmet etwa elfmal pro Minute ein und wieder aus, wenn keine körperliche Arbeit verrichtet wird. Die Atmungsorgane sorgen dafür, dass sauerstoffreiche Luft in den Körper gelangt.
Diesen benötigen die Zellen zur Energiegewinnung durch die Zellatmung. Dabei wird Kohlenstoffdioxid ($\ce{CO2}$) erzeugt, das beim Ausatmen aus dem Körper hinausgeschleust wird. Es wird also ein Gas gegen ein anderes „ausgetauscht“, weshalb dieser Vorgang auch Gasaustausch genannt wird. Wie dieser im Detail abläuft, erfährst du in dem Video Die Lunge – Ort des Gasaustauschs. Zunächst muss die Atemluft jedoch in die Lunge gelangen, also zum eigentlichen Ort des Gasaustauschs. Um zu verstehen, wie das geschieht, schauen wir uns die Atmungsorgane des Menschen und ihre Funktionen einmal genauer an.

Wie du eben schon gelernt hast, sind mehrere Organe an der Atmung beteiligt. Die Aufgaben der Atmungsorgane lassen sich in zwei Hauptfunktionen unterteilen: in die Luftleitung, also den Weg der Atemluft in die Lunge, und in den eigentlichen Gasaustausch in der Lunge selbst. Doch was gibt es für Atmungsorgane außer unserer Lunge?

Atmungsorgane – obere und untere Atemwege

Unsere Atmungsorgane werden in die oberen Atemwege und unteren Atemwege unterteilt. Zu den oberen Atemwegen gehören die Nase mit den Nasennebenhöhlen und der Rachenraum. Von da aus gelangt die Luft weiter in die unteren Atemwege. Dazu gehören der Kehlkopf, die Luftröhre (Trachea), die Bronchien und die Lunge.
Ist die eingeatmete Luft in der Lunge angekommen, kannst du spüren, wie sich dein Brustkorb hebt und weitet. Dieser Vorgang wird durch die Rippenmuskulatur und das Zwerchfell ermöglicht. Falls du dich jetzt fragst: Ist das Zwerchfell ein Atmungsorgan? Nein, es zählt nicht zu den Atmungsorganen, ist aber am Vorgang der Atmung beteiligt und gehört zur sogenannten Atemmuskulatur.
Mehr Informationen dazu bekommst du in dem Video Die Lunge des Menschen: das Prinzip der Atmung.

Atmungsorgane – Bau und Funktion

Im Folgenden werden wir uns die Anatomie und Funktionen der einzelnen Atmungsorgane näher ansehen.

Nase und Nasennebenhöhlen

Wenn du einmal tief durch die Nase einatmest, merkst du, wie die Luft hineinströmt und in die Nasennebenhöhlen gelangt. Sie sind für die Reinigung der Atemluft zuständig. Durch die Flimmerhärchen wird die Luft von Staubpartikeln befreit und durch die Nasenschleimhaut angewärmt und angefeuchtet.

Rachenraum und Kehlkopf

Danach gelangt die Luft in den Rachenraum und zum Kehlkopf. Der Kehldeckel des Kehlkopfs verschließt bei der Nahrungsaufnahme die Luftröhre und hat damit eine wichtige Schutzfunktion für unsere Lunge.

Luftröhre

Dann strömt die Atemluft weiter in die Luftröhre. Diese hohle Röhre verläuft mittig in deinem Brustkorb unter deinem Brustbein und ist etwa zehn bis zwölf Zentimeter lang. In regelmäßigen Abständen sorgen Knorpelspangen in der Muskelschicht für eine Stabilisierung. Innen ist unsere Luftröhre mit einem Epithel ausgekleidet. Das Epithel besitzt ebenfalls Flimmerhärchen, die unsere Luft filtert und die Lunge vor Partikeln und Krankheitserregern schützt. Wenn wir uns zum Beispiel beim Essen verschlucken, sorgen diese dafür, dass Nahrungsreste wieder in die Richtung des Rachens transportiert und ausgehustet werden.

Bronchien

Die Luftröhre gabelt sich unten in zwei Hauptäste, die sogenannten Hauptbronchien. Sie leiten die Luft in die Lungenflügel weiter. Die Hauptbronchien verzweigen sich dabei immer weiter zu den Bronchien. Dabei nimmt auch der Durchmesser weiter ab, weshalb sie dann als Bronchiolen bezeichnet werden. Die Bronchien und Bronchiolen tragen innen ein sogenanntes Flimmerepithel zur weiteren Reinigung der Atemluft. Du kannst dir die Luftröhre mit den Bronchien und Bronchiolen wie einen Baum ohne Blätter vorstellen, der auf dem Kopf steht.

Lunge

Die Lunge (Pulmo) liegt mittig in deinem Brustkorb und ist in zwei Lungenflügel unterteilt, die wiederum aus den Lungenlappen bestehen. Der rechte Lungenflügel besteht aus drei, der linke nur aus zwei Lungenlappen, da auf dieser Seite noch das Herz liegt und Platz benötigt. Die Lungenlappen sind aus den Lungensegmenten aufgebaut. Die kannst du dir wie kleine Pyramiden vorstellen, wobei die Spitzen mit den Bronchien und Bronchiolen verbunden sind. Hier befinden sich die sogenannten Lungenbläschen (Alveolen).
Kommen wir noch einmal auf das Beispiel mit dem Baum zurück, wären also Bronchien und Bronchiolen die Äste und Zweige und die Lungenbläschen die Blätter.
Die Epithelschicht in den Alveolen ist nur noch einschichtig und sehr dünn, damit der Gasaustausch erfolgen kann. Hierfür sind die Lungenbläschen mit einem feinen Netz aus Blutgefäßen (Kapillaren) umsponnen. Dadurch kann Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid von den roten Blutkörperchen (Erythrozyten) aufgenommen beziehungsweise abgegeben werden.
Unsere Lunge besitzt etwa 300 bis 500 Millionen dieser Lungenbläschen, was zu einer enormen Oberflächenvergrößerung für den Gasaustausch führt. Eine Übersicht dazu gibt dir noch einmal die folgende Abbildung der Atmungsorgane des Menschen.

Luftleitungssystem der Lunge

Atmungsorgane, die nicht am direkten Gasaustausch beteiligt sind, werden als Luftleitungswege bezeichnet. Hier findet also kein Gasaustausch statt, daher nennt man dieses Luftvolumen auch „Totraum“ oder „Totvolumen“.
Er wird von allen Organen der oberen und unteren Atemwege gebildet, außer den Lungenbläschen. Jetzt weißt du auch, warum ein Schnorchel eine gewisse Länge nicht überschreiten darf. Denn durch diesen wird der Totraum unserer Atmungsorgane künstlich vergrößert. Ist das Rohr des Schnorchels zu lang, reicht die Kraft nicht aus, um sauerstoffreiche Atemluft bis in die Lunge zu leiten. Es kann also kein Gasaustausch stattfinden. Wie beim normalen Tauchen unter Wasser müsstest du zum Atmen auftauchen, da du sonst ersticken würdest und nicht unter der Wasseroberfläche bleiben könntest, um die schönen Fische zu beobachten.

In der folgenden Tabelle der Atmungsorgane haben wir noch einmal alle Funktionen auf einen Blick für dich zusammengefasst.

Atmungsorgane des Menschen – Zusammenfassung

Du hast gelernt, welche Organe für die Atmung des Menschen zuständig sind und was deren Funktionen bei diesem Vorgang sind. Des Weiteren weißt du jetzt, dass der Gasaustausch in den Lungenbläschen stattfindet. Du kennst den sogenannten „Totraum“ der Lunge, in dem kein Gasaustausch erfolgt, und weißt, warum ein Schnorchel eine gewisse Länge nicht überschreiten darf.

Mit den interaktiven Übungen zum Video Atmungsorgane des Menschen kannst du dein Wissen testen und zum Beispiel Atmungsorgane beschriften oder ein Arbeitsblatt zum Bau der Atmungsorgane ausfüllen. Viel Spaß!

Wenn du mehr zu Erkrankungen der Atmungsorgane und Maßnahmen zur Gesunderhaltung der Atmungsorgane erfahren möchtest, schau dir auch das Video Rauchen – eine Gefahr für die Gesundheit an.