Einführung

Wie viele Zimmer hat die Wohnung deiner Eltern? Sicher hast du ein eigenes Zimmer, dann ist da das Schlafzimmer deiner Eltern, vielleicht noch ein Wohnzimmer und natürlich ein Flur, die Küche und das Badezimmer. Vielleicht hast du auch noch einen Bruder oder eine Schwester, die ihr eigenes Zimmer haben. Eine Wohnung mit dieser Anzahl an Zimmern hat - natürlich abhängig von der Größe der einzelnen Zimmer - oft in etwa eine Größe von ca. 100 m². Jetzt stelle dir im Vergleich dazu vor, dass die Haut eines ausgewachsenen Menschen eine Oberfläche von ca. 2 m² hat. Das ist schon recht viel, jedoch ist das nur ein Fünfzigstel der Fläche, die eine durchschnittliche Einfamilienwohnung hat. In Anbetracht dieser Tatsache ist es kaum zu glauben, dass sich im menschlichen Körper ein Organ befindet, dessen Oberfläche die gleiche Größe hat, wie eine großzügige Einfamilienwohnung. Dieses Organ ist die Lunge. Wie du weißt, ist die Lunge das Organ der Atmung im Menschen und in vielen anderen Tieren. Hier wird also Sauerstoff aus der Luft ins Blut aufgenommen und gleichzeitig werden Gase wie Kohlenstoffdioxid aus dem Blut in die Lunge und von dort nach außen abgegeben. Einen Teil der Atmung übernimmt beim Menschen auch die Haut, aber die Hauptlast trägt die Lunge.

Der Aufbau der Lunge

Warum hat die Lunge so eine große Oberfläche? Unser Atmungsorgan setzt sich aus zwei Flügeln zusammen: dem linken und dem rechten Lungenflügel. Beide Lungenflügel haben ihren Ursprung in der Luftröhre. Über diese werden Gase aus dem Rachenraum, die wir zuvor eingeatmet haben, durch den Hals transportiert. Ungefähr auf Höhe der Schultern und etwas oberhalb des Herzes verzweigt sich die Luftröhre in die beiden Lungenflügel, wo der Gasaustausch mit dem Blut stattfindet. So sieht der grobe Aufbau aus. Aber das beschreibt die Lunge ziemlich unvollständig. Man stellt sich die Lungenflügel oft wie zwei große, feste Organe mit einer klar geformten Oberfläche vor, ähnlich der Leber. Aber sähe die Lunge tatsächlich so aus wie zwei leberähnliche Flügel, an deren Oberfläche Blutkapillaren verlaufen, könnte niemals genug Gas mit dem Blut ausgetauscht werden, um den Bedarf des Körpers an Sauerstoff zu decken. Die Oberfläche der Lunge muss irgendwie vergrößert werden, damit noch viel mehr Kapillaren die Lunge umschließen können, sodass genug Gasaustausch stattfinden kann. Dafür hat sich der Körper folgende Lösung einfallen lassen: Ganz viele Verzweigungen und am Ende dieser Verzweigungen ganz viele kleine Bläschen. Du kannst dir das ein bisschen vorstellen, wie einen großen Baum mit Blättern. Die Luftröhre ist der Stamm des Baumes, der sich in zwei große Äste verzweigt - nach rechts und nach links in den rechten und den linken Lungenflügel. Diese beiden Hauptäste werden auch als Bronchien (= Singular Bronchus) bezeichnet. Natürlich handelt es sich hierbei um Röhren durch die die Luft gelangen kann. Beide Äste verzweigen sich dann in alle Richtungen in mehrere kleinere Äste und jeder der kleineren Äste verzweigt sich wiederum in noch kleinere Äste. Die kleinen Äste, man könnte auch sagen Zweige, sind die Bronchiolen. Die Verzweigung geht eine Weile so weiter, bis das Blattwerk des Baumes erreicht wird. Diese „Blätter“ sind in der Lunge kleine Bläschen, die Alveolen. Jede endständige Bronchiole trägt viele Alveolen. Du siehst also, wie das mit der Oberflächenvergrößerung funktioniert. Jede Alveole ist eine kleine Kugel, die eine große Oberfläche im Vergleich zu ihrem Volumen hat. Durch die Verzweigung gibt es sehr viele Bronchiolen, die Alveolen tragen. So gibt es auch sehr viele Alveolen, die alle zusammen die riesige Oberfläche der Lunge erzeugen.

Der Gasaustausch

So weit, so gut. Aber wie funktioniert das jetzt mit dem Gasaustausch? Wie wir schon erwähnt haben, erfolgt der Gasaustausch dadurch, dass Kapillaren die Lunge umspannen und den Sauerstoff aus der Lunge aufnehmen und im Austausch dafür Gase in die Lunge abgeben. Das Blutgefäßsystem macht es dabei der Lunge nach und verzweigt sich ebenfalls stark. Die Lungenarterie kommt vom Herzen und führt sauerstoffarmes Blut. Sie geht zur Lunge und verzweigt sich dort in Äste. Jeweils ein Ast der Lungenarterie verläuft entlang jeder der Bronchiolen, an den Verzweigungsstellen der Bronchiolen verzweigt sich der Ast ebenfalls. Kommt ein Ast der Lungenarterie an den Alveolen an, teilt sich der Ast noch einmal ganz stark zu einem regelrechten Netz aus Blutgefäßen, dies sind die Lungenkapillaren. Das Kapillarnetz umspannt die Alveolen. Nun erfolgt der Austausch zwischen Blut und Lunge: Die Kapillaren geben Gase, die im Körper entstanden sind, v.a. das Kohlenstoffdioxid aus der Zellatmung an die Alveolen ab. Der Austausch erfolgt durch Diffsuion: Die Luft in den Lungenbläschen ist reich an Sauerstoff und arm an Kohlenstoffdioxid. Im Blut ist es genau umgekehrt. Die Gase diffundieren jeweils zu dem Ort, an dem sie in geringerer Konzentartion vorliegen. Das sauerstoffarme Blut geht also in den Kapillaren in sauerstoffreiches Blut über. Die einzelnen Verzweigungen des Kapillarnetzes laufen auf der anderen Seite der Alveolen wieder zusammen und bilden einen Ast der Lungenvene mit sauerstoffreichem Blut. Dieser läuft entlang der Bronchiolen zur Lungenvene und mündet schließlich in diese. Die Lungenvene transportiert das nun sauerstoffreiche Blut zurück zum Herz. Von da aus gelangt das Blut über die Körperarterie in den Köperkreislauf und versorgt alle inneren Organe, Muskeln und Haut mit Sauerstoff.

Die Atemmechanik

Interessant ist hierbei noch, wie die Luft nach dem Einatmen in die Lunge gelangt und wie sie nach dem Gasaustausch die Lunge wieder verlässt. Beim Einatmen spannt sich die Atemmuskulatur an, dadurch wird entweder der Brustkorb erweitert (Brustatmung) oder das unterhalb der Lunge liegende Zwerchfell zieht sich zusammen (= es kontahiert) (Zwerchfellatmung). In beiden Fällen vergrößert sich das Volumen des Brustraumes und damit auch die der Lungenbläschen. So entsteht ein Unterdruck in der Lunge. Durch die Verbindung mit dem Rachenraum über die Luftröhre wird Luft aus dem Rachen in die Lungen angesaugt. Beim Ausatmen entspannt sich die Lungenmuskulatur wieder. Dadurch verkleinert sich der Brustraum, das Zwerchfell drückt auf die Lungen und die Luft wird weider aus den Lungen herausgepresst. Bildnachweise [nach oben]

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https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sea_Garden_of_BUNAKEN.jpg - Asep.saefulloh CC-BY-SA 3.0

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