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Wie ist die Lunge aufgebaut und wie funktioniert atmen?

Pro Minute atmet der Mensch ungefähr 15 Mal ein und aus. Dabei strömen etwa sieben Liter Luft in die Lunge, die den Körper mit Sauerstoff versorgt. Bei der Ausatmung wird Kohlendioxid abgeatmet. Jeder Atemzug ist ein kleines Wunder. Wie die Lunge aufgebaut ist und wie das Atmen funktioniert.

Wie ist die Lunge aufgebaut?

Die Lunge (Pulmo), das Atmungsorgan des Menschen, liegt von den Rippen geschützt im Brustkorb. Beim Einatmen strömt Luft über Nase und Mund in den Rachen und von dort in die Luftröhre (Trachea) und weiter in den linken und rechten Hauptbronchus. Über die beiden Hauptbronchien strömt die eingeatmete Luft in den linken und rechten Lungenflügel. Dort verästeln sich die Bronchien immer weiter in sogenannte Lappenbronchien. Die Lappenbronchien verzweigen weiter in

  • jeweils zehn Segmentbronchien,
  • immer kleinere Bronchien und Bronchioli (die kleinsten Bronchien heißen Bronchiolen)
  • sowie in die kleinen Lungenbläschen (Alveolen), in denen der Gasaustausch stattfindet.

Jeder der beiden Lungenflügel hat über den jeweiligen Bronchus eine eigene Luftzufuhr. Der linke Lungenflügel ist etwas kleiner als der rechte und setzt sich aus zwei statt drei Lungenlappen (Lappenbronchien) zusammen. Der Grund ist Platzmangel: In der Nähe liegt das Herz.

Wie funktioniert der Gasaustausch in der Lunge?

Der Gasaustausch in der Lunge findet mit Hilfe von etwa 300 Millionen kleinen Lungenbläschen statt. Die Alveolen übernehmen die wichtigste Aufgabe der Lunge. Ohne Gasaustausch kann der Körper nicht mit Sauerstoff versorgt und Kohlendioxid nicht abgeatmet werden. Über die Bronchien gelangt die eingeatmete Luft von der Luftröhre bis hin zu den Alveolen.

Die Lungenbläschen sind etwa 0,1 bis 0,2 Millimeter groß und liegen direkt an einem Netz aus kleinsten Blutgefäßen, dem Kapillarnetz. Durch die dünnen Wände der Alveolen gelangt der Sauerstoff in die Lungengefäße und reichert dort das sauerstoffarme Blut an. Zugleich nehmen die Lungenbläschen Kohlendioxid aus dem Blut auf, damit es abgeatmet werden kann.  

Ohne die Bewegungen von Brustkorb und Zwerchfell ist Atmen nicht möglich. Die beim Atmen beteiligte Muskulatur ist der Motor für den Luftstrom.

Wie reinigt sich die Lunge?

Die Atemwege sind von kleinen Härchen überzogen, den sogenannten Flimmerhärchen. Auf den Flimmerhärchen liegt eine Schleimschicht. Dort haften Staub, Erreger wie Bakterien und Viren sowie andere eingeatmete Partikel an. Durch die gleichmäßige Bewegung der Flimmerhärchen werden Fremdkörper zusammen mit dem Schleim in Richtung Rachen bewegt und dort entweder runtergeschluckt oder abgehustet.

Wie funktioniert Atmen?

Lunge und Herz sorgen gemeinsam mit dem Blutkreislauf in einem komplexen Zusammenspiel dafür, dass der Körper mit Sauerstoff versorgt wird und Kohlendioxid den Körper verlassen kann. Sauerstoffarmes und kohlendioxidreiches Blut, das von den Körperzellen kommt, wird von der rechten Herzkammer in Richtung Lunge gepumpt und mit Hilfe der Lungenbläschen neu mit Sauerstoff angereichert und zurück zum Herzen transportiert. Zugleich gelangt Kohlendioxid aus den Blutgefäßen in die Lungenbläschen und kann über die Lunge abgeatmet werden. Über die linke Herzkammer wird das sauerstoffreiche Blut wieder in den Körper gepumpt.

Damit dieser komplexe Mechanismus funktioniert, verlangsamt sich der Blutfluss in den Verästelungen feinster Blutgefäße in der Lunge, den Lungenkapillaren. So ist ausreichend Zeit, um Sauerstoff an das Blut weiterzugegeben und Kohlendioxid aus dem Blut abzuleiten. Die dünnen und durchlässigen Wände der Blutgefäße sowie der Lungenbläschen erleichtern den Gasaustausch.

Was die Atmung lenkt

Da Atmen überlebenswichtig ist, funktioniert die Atmung automatisch – quasi nebenbei. Dafür sorgt das Atemzentrum im Gehirn, genauer der Hirnstamm. Hier laufen alle Informationen verschiedener Rezeptoren zur Auswertung zusammen. Diese Rezeptoren sitzen unter anderem in den großen Blutgefäßen und im Gehirn. Sie messen den Sauerstoffgehalt, den Kohlendioxidgehalt sowie den pH-Wert des Blutes. Hormonelle Faktoren beeinflussen die Atmung ebenfalls. Unter Stress beispielsweise beschleunigt sich der Atemrhythmus.

Je nach Auswertung gibt das Atemzentrum das Signal zum tiefen oder flachen Ein- und Ausatmen. Der wichtigste Marker ist dabei der Kohlendioxidgehalt im Blut. Ist er zu hoch, nimmt die Atemfrequenz zu, damit Kohlendioxid abgeatmet werden kann. Ist der Kohlendioxidgehalt zu niedrig, verlangsamt sich die Atmung.

Lungenkrankheiten: Gefahr für die Atmung

Ist dieses komplexe Atem-System gestört, etwa aufgrund von Lungenerkrankungen, wirkt sich das auf die Atmung aus. Die Atmung ist erschwert – bis hin zu lebensbedrohlichen Komplikationen. Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD), Lungen- und Bronchialkrebs (Lungenkarzinom) sowie Lungenentzündungen (Pneumonien) gehören zu den häufigsten Todesursachen in Deutschland.

Zu den Erkrankungen und Komplikationen, welche die Lungenfunktion und die Atmung beeinträchtigen, gehören:

  • akute und chronisch entzündete Bronchien (akute und chronische Bronchitis)
  • chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD)
  • chronische Entzündungen der Atemwege (Asthma)
  • Vernarbungen der Lunge (Lungenfibrose)
  • Wasser in der Lunge (Wasserlunge/Lungenödem)
  • Verschluss einer oder mehrerer Lungenarterien (Lungenembolie)
  • Eiter im Pleuraspalt (Pleuraempyem)
  • Lungenhochdruck (Pulmonale Hypertonie)
  • Lungenemphysem (Lungenüberblähung)
  • Staublungenkrankheit (Pneumokoniose)
  • Lungenkollaps (Pneumothorax)
  • Lungenfellentzündung (Pleuritis)
  • Lungenentzündung (Pneumonie)
  • Atemschwäche (Ateminsuffizienz)
  • akutes Lungenversagen (Schocklunge)
  • krankhafte Verschleimung der Lunge (Mukoviszidose)
  • Lungenkrebs (Lungenkarzinom)
Disclaimer: Dieser Text enthält nur allgemeine Hinweise und ist nicht zur Selbstdiagnose oder -behandlung geeignet. Er kann einen Arztbesuch nicht ersetzen. Alle individuellen Fragen, die Sie zu Ihrer Erkrankung oder Therapie haben, besprechen Sie mit Ihrem behandelnden Arzt.
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Ann-Kathrin Landzettel M. A. ist Gesundheitsjournalistin aus Leidenschaft. Vor allem zwei Fragen treiben die geprüfte Gesundheits- und Präventionsberaterin an: Wie können wir lange gesund bleiben – und wie im Krankheitsfall wieder gesund werden? Antworten findet sie unter anderem im intensiven Austausch mit Ärztinnen und Ärzten sowie in persönlichen Gesprächen mit Patientinnen und Patienten. Seit fast zehn Jahren gibt sie dieses Wissen rund um Gesundheit, Medizin, Ernährung und Fitness an ihre Leserinnen und Leser weiter.
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