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Das Atmungssystem dient dem Gasaustausch zwischen Organismus und Umwelt, wobei Sauerstoff aufgenommen und Kohlendioxid abgegeben wird. Es besteht aus den luftleitenden Wegen und dem respiratorischen Abschnitt der Lunge.
Das Atmungssystem baut auf den bereits gelernten Grundgeweben auf: Die Atemwege sind mit einem speziellen Flimmerepithel (respiratorisches Epithel) ausgekleidet, das durch Zilien (Härchen) und Becherzellen (Schleimproduktion) die Reinigung der Atemluft übernimmt. Man unterteilt das System in die oberen Atemwege (Nase, Rachen) und die unteren Atemwege (Kehlkopf, Luftröhre, Bronchialbaum).
Der Kehlkopf (Larynx) bildet den Übergang zu den unteren Atemwegen und erfüllt zwei Hauptaufgaben: Er dient der Stimmbildung und schützt durch den Kehldeckel (Epiglottis) die Luftröhre vor dem Eindringen von Nahrung beim Schlucken. Die Luftröhre (Trachea) wird durch hufeisenförmige Knorpelspangen offen gehalten, damit sie bei Unterdruck nicht kollabiert.
Die Lunge besteht aus zwei Lungenflügeln, die in der Brusthöhle liegen. Der rechte Lungenflügel ist größer und besitzt drei Lappen (Ober-, Mittel-, Unterlappen), während der linke Lungenflügel aufgrund des Platzbedarfs des Herzens nur zwei Lappen (Ober-, Unterlappen) aufweist. Die Lunge ist vom Brustfell (Pleura) umgeben, das aus dem Lungenfell und dem Rippenfell besteht; der dazwischenliegende Pleuraspalt weist einen Unterdruck auf, der die Lunge an der Brustwand hält.
Der eigentliche Gasaustausch findet in den Alveolen (Lungenbläschen) statt. Diese sind von einem dichten Kapillarnetz umgeben. Die Trennschicht zwischen Luft und Blut wird als Blut-Luft-Schranke bezeichnet. Damit die winzigen Alveolen beim Ausatmen nicht verkleben, produzieren spezielle Zellen den Surfactant (Surface Active Agent), der die Oberflächenspannung herabsetzt.
Die Belüftung der Lunge (Ventilation) erfolgt mechanisch durch Druckunterschiede. Der wichtigste Atemmuskel ist das Zwerchfell (Diaphragma), eine Sehnen-Muskel-Platte, die Brust- und Bauchhöhle trennt. Bei der Kontraktion flacht das Zwerchfell ab, das Lungenvolumen vergrößert sich, und Luft strömt ein (Inspiration). Die Ausatmung (Exspiration) erfolgt in Ruhe weitgehend passiv durch die Eigenelastizität der Lunge.
Die Regulation der Atmung erfolgt über das Atemzentrum im verlängerten Mark (Medulla oblongata). Der wichtigste Reiz für den Atemantrieb ist nicht der Sauerstoffmangel, sondern der Anstieg des Kohlendioxid-Partialdrucks (pCO2) im Blut, was zu einer Senkung des pH-Werts führt. Chemorezeptoren messen diese Werte und passen die Atemfrequenz sowie die Tiefe an.
