Funktionen des Atmungssystems

Was sind die Hauptfunktionen des Atmungssystems?

Als eines der wichtigsten biologischen Systeme erfüllt es eine Reihe von Aufgaben im menschlichen Körper, wobei drei seiner wichtigsten Funktionen sind:

Gasaustausch - Ein lebenswichtiger Prozess, bei dem wir Sauerstoff (O₂) und atmen Kohlendioxid (CO₂) ^{[1, 2]}. Da jede einzelne Zelle im Körper O₂ um zu leben, kann der Mensch nicht länger als ein paar Minuten ohne sie auskommen ^[3]Das Atmungssystem ist also ständig aktiv.

Hilfe bei der Aufrechterhaltung der Homöostase (pH-Gleichgewicht im Blut) - Nach dem Gasaustausch wird der Sauerstoff zu allen Körperzellen transportiert, die ihn aufnehmen und durch die Zellfunktionen Kohlendioxid produzieren, das dann wieder in den Körper zurückgeführt wird. Lunge ausgeschieden werden. Hohe Konzentrationen von CO₂ im Blut senkt den pH-Wert (erhöht den Säuregehalt) des Blutes, so dass seine Beseitigung zur Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts beiträgt ^[49].

Sprachproduktion - Die Einatmung ist der erste Schritt der Spracherzeugung, die nächsten beiden Schritte sind die Lauterzeugung durch die Stimmlippen um den Mund herum Kehlkopf (Phonation) und die Bildung der Wörter oder Laute mit den Stimmlippen, dem Mund, der Nase, der Zunge und dem Kiefer (Artikulation) ^[50].

Was macht das Atmungssystem: Seine Teile und ihre Funktionen

Das Atmungssystem besteht aus mehreren kleinen und großen Organen, Knochen und Muskeln, die alle zusammenarbeiten, um die einzelnen Aufgaben des Systems zu erfüllen. Grob unterteilt in die oberen und unteren Atemwege, sind hier die Funktionen der verschiedenen Teile aufgeführt:

Oberes Atmungssystem

Funktion der Nase

Die Nase, insbesondere die Nasenlöchersind die primären Eintritts- und Austrittspforten in die Atmungsorgane. ^[4]. Nachdem sie durch die Nasenlöcher eingetreten ist, strömt die sauerstoffreiche Luft durch die NasenhöhleDie Nasenschleimhaut ist ein Hohlraum hinter den Nasenlöchern, in dem sie befeuchtet und gereinigt wird und der von Staub und anderen Partikeln befreit ist.

Die Reinigungsarbeiten werden von der Schleimhaut und Wimpern (winzige haarähnliche Strukturen), die die Innenwände der Nasenhöhle das alle Unreinheiten auffängt und durch die Nasenlöcher aus dem Körper spült ^{[5, 6]}.

Beim Ausatmen sammelt die Nasenhöhle die Feuchtigkeit der Luft, die den Körper verlässt, und speichert sie. ^[7].

Funktion des Mundes

Während der Atmung dient der Mund als zweiter Eingang für die Luft, die in die Atemwege gelangt. Bei einer verstopften Nase oder einem ähnlichen Problem, bei dem die Luft nicht durch die Nasenhöhle strömen kann, hilft der Mund also beim Ein- und Ausatmen. Allerdings fehlen ihm die Schleimhaut und die Flimmerhärchen, so dass er die Luft nicht wie die Nasenhöhle befeuchten kann. ^{[7, 8]}.

Verfolgen Sie den Weg des Luftstroms durch das Atmungssystem

Funktion des Pharynx

Die kleine röhrenförmige Struktur, die sich direkt hinter der Nasenhöhle befindet, die Pharynx funktioniert, indem er die eingeatmete Luft in den nächsten Teil des Atemtrakts, den Kehlkopf, einströmen lässt ^[9].

Funktion des Kehlkopfs

Sie hat eine einfache, aber wichtige Aufgabe bei der Atmung: Sie lässt die eingeatmete Luft in die Atemwege gelangen. Luftröhreund die ausgeatmete Luft nach außen in Richtung Pharynx und Nasenhöhle ^[10]. Es gibt eine dünne Klappe, genannt Epiglottisam oberen Ende des Kehlkopfes, der ihn beim Schlucken verschließt, damit keine Nahrung in die Atemwege gelangen und Sie ersticken kann ^[11].

Unteres Atmungssystem

Funktion der Luftröhre

Die Trachea oder Luftröhre ist der längste Teil der Atemwege ^[12]Ausgehend vom unteren Ende des Kehlkopfes teilt er sich in die beiden Hauptkammern Bronchien in der Nähe der Lunge. Es lässt die Luft zu und von den Lungen durch die anderen Teile des Atemtrakts wandern ^[13].

Es gibt Schleim absondernde Becherzellen die sich in der inneren Auskleidung der Atemwege befinden und die Luft auf ihrem Weg nach innen reinigen ^[51].

Trachealknorpel: Das Luftröhrenrohr ist von etwa 20 Knorpelringen umgeben, die durch glatte Muskeln und Bindegewebe miteinander verbunden sind und dazu beitragen, dass die Luftröhre flexibel bleibt und ihre Form während der Atmung beibehält. ^{[14, 15]}.

Funktion der Bronchien

Der Teil der Atemwege, der in die Lunge eintritt. Der rechte Primärbronchus ist dafür verantwortlich, dass die Luft in die rechte Lunge gelangt, während der linke Primärbronchus die Luft in die und aus der linken Lunge strömen lässt ^[16].

Glatte Muskeln: Sowohl die Luftröhren- als auch die Bronchialwände enthalten glatte Muskeln, eine Art unwillkürlicher Muskeln, die dazu beitragen, den Luftstrom durch die Atemwege zu regulieren ^[17]. Wenn mehr Luft benötigt wird, sorgen die Knorpelringe und glatten Muskeln dafür, dass die Luftröhre und Bronchien kann sich gut ausdehnen, um den erhöhten Luftstrom aufzunehmen.

Funktion der Bronchiolen

Sobald die Bronchien in die Lunge eintreten, teilen sie sich in mehrere kleinere Äste oder Bronchiolen die für den Transport der eingeatmeten Luft in die Lungen verantwortlich sind. Alveolender letzte Teil des Atemtrakts ^[18].

Funktion der Lungenbläschen (Alveolen)

An der Spitze jeder Bronchiole (Endbronchiole) befindet sich eine Ansammlung winziger luftgefüllter Säckchen, die als Alveolen. Dies ist der Teil des Atmungssystems, der für den Gasaustausch zuständig ist ^[19]. Jede Alveole ist von einem Netz von Blutkapillaren umgeben. Sobald die Luft die Alveolen erreicht hat, kann der darin enthaltene Sauerstoff durch ihre einzellige Membran in die Blutkapillaren gelangen ^[20].

Pulmonales Surfactant: Das hauptsächlich aus Phospholipiden bestehende Lungensurfactant ist für die Verringerung der Oberflächenspannung in den Alveolen verantwortlich, um zu verhindern, dass diese - und damit die Lunge - kollabieren, wenn die Luft beim Ausatmen herausströmt. ^{[21, 22]}.

Funktionen des Atmungssystems

Funktion der Lunge

Sowohl die linke als auch die rechte Lunge sind dafür verantwortlich, dass die Luft in den und aus dem Körper strömt, damit das Blut kontinuierlich mit Sauerstoff versorgt wird. Die Alveolen sind die wichtigsten Funktionseinheiten der Lunge, die auch dazu beitragen, das pH-Gleichgewicht des Blutes aufrechtzuerhalten, indem sie (zusammen mit dem Gehirn) die Menge des Kohlendioxids im Körper überwachen ^[23]und das Herausfiltern von Gasblasen aus dem Blutkreislauf ^[24] die sonst zu einer Embolie führen könnten ^[25].

Lungenflügel: Die rechte Lunge ist in drei Lappen unterteilt, während die linke Lunge zwei Lappen hat. Jeder dieser fünf Lappen hat die gleiche Funktion, nämlich das sauerstoffarme Blut aus dem gesamten Körper zu verarbeiten ^[26].

Die Thoraxhöhle: Die Brusthöhle, die von 12 Rippenpaaren, der Wirbelsäule und dem Brustbein umgeben ist, beherbergt die Lunge und das Herz. ^[27].

Pleuramembranen und Pleurahöhle: Die Lunge ist von der viszeralen Pleura (äußere Lungenwandmembran) und der Rippenfellmembran (innere Lungenwandmembran) umgeben, wobei der Raum zwischen diesen beiden (Pleurahöhle) mit einer von den Pleuramembranen abgesonderten Schmierflüssigkeit gefüllt ist ^[28]. Diese Flüssigkeit verhindert, dass die Membranen aneinander kleben und hilft so der Lunge, ihre Flexibilität zu bewahren. ^[29].

Funktion des Zwerchfells

Der primäre Muskel der Atmung, der Membran befindet sich direkt unter der Lunge und ist teilweise in die unteren Rippen eingefügt ^[30]. Abgesehen davon, dass er die Brusthöhle von der Bauchhöhle trennt, spielt der kuppelförmige Blattmuskel eine wichtige Rolle beim Einatmen, indem er sich am Boden der Brusthöhle zusammenzieht und abflacht und den Brustkorb mit sich zieht, um ein Vakuum zu erzeugen, damit die Luft in die Lungen strömen kann. ^[31].

Sobald der Gasaustausch abgeschlossen ist, wird die Membran entspannt sich und kehrt in seine ursprüngliche Kuppelform zurück, wodurch Druck auf den Brustkorb und die Lunge ausgeübt wird und die mit Kohlendioxid gefüllte Luft durch die Atemwege herausströmen muss ^[30].

Funktion der Interkostalmuskulatur

Die 22 Paare kleiner Muskeln, die sich zwischen den Rippen befinden ^[32]die Zwischenrippenmuskeln helfen, die Bewegung des Brustkorbs während der Atmung zu überwachen ^[33].

Wie arbeitet das Atmungssystem mit anderen Systemen im Körper zusammen?

Wie arbeiten das Kreislaufsystem (Herz-Kreislauf) und das Atmungssystem zusammen?

Diese beiden Systeme arbeiten zusammen, um die Homöostase des pH-Werts im Blut aufrechtzuerhalten. Das sauerstoffarme Blut aus dem gesamten Körper wird durch die untere und obere Hohlvene zum rechten Vorhof transportiert, der dann in die rechte Herzkammer fließt, um durch die Lungenarterie in die Lunge transportiert zu werden ^[34]. Wie bereits erwähnt, sind die Alveolen, in denen der eigentliche Gasaustausch stattfindet, von einem feinen Netz von Kapillaren umgeben, die von der Lungenarterie versorgt werden. Das Blut, das die Lungenkapillaren erreicht, hat also einen hohen Kohlendioxid-Partialdruck. Andererseits hat die Luft, die von den Atemwegen in die Alveolen gelangt, einen hohen Partialdruck an Sauerstoff ^[7]. So beginnt der Prozess der Diffusion zwischen der dünnen Alveolarmembran und den Kapillaren, bei dem sowohl Sauerstoff als auch Kohlendioxid aus dem Bereich mit hoher Dichte in den Bereich mit niedriger Dichte strömt, bis ersterer den höheren Partialdruck im Blut hat ^[35]. Dieser gesamte Prozess wird als äußere Atmung.

Anschließend wird das nun mit Sauerstoff angereicherte Blut in den linken Vorhof und dann in die linke Herzkammer geleitet, von wo aus es über die Arterien in verschiedene Teile des Körpers transportiert wird, um innere Atmung (Gasaustausch innerhalb der Blutgefäße und der Zellen des Körpers) ^{[7, 36]}.

Wie arbeitet das Muskelsystem mit dem Atmungssystem zusammen?

Der Mensch kann die Bewegung seiner Lunge nicht steuern, da es keine Skelettmuskeln (Muskeln, die man freiwillig bewegen kann) gibt, die direkt mit dem Atmungssystem verbunden sind. Daher sind das Zwerchfell und die Zwischenrippenmuskeln die einzigen, die dabei helfen, die Lunge zu pumpen ^{[37, 38]}. Wenn sich das Zwerchfell zusammenzieht, schrumpfen die Zwischenrippenmuskeln, so dass der Brustkorb höher wird und sich der Raum in der Brusthöhle vergrößert. ^{[39, 40]} damit Luft eindringen kann.

In ähnlicher Weise entspannen sich beim Ausatmen die Zwischenrippenmuskeln, so dass der Brustkorb in seine normale Position zurückkehrt, und zusammen mit dem Zwerchfell, das in seine Ruheposition zurückkehrt, wird der Raum in der Lunge viel enger, so dass die sauerstoffarme Luft ausgeschieden werden muss ^[41].

Wie arbeitet das Nervensystem mit dem Atmungssystem zusammen?

Medulla oblongata, der unterste Teil des Hirnstamms, ist für die Überwachung der Atmung zuständig ^[42]. Es bewertet den Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt im Blut, um festzustellen, welche Änderungen für die Blutgaswerte erforderlich sind. Dann sendet es die erforderlichen Signale an das Zwerchfell und das Herz, damit diese ihre Arbeit verlangsamen oder beschleunigen können ^[43].

Die beiden Seiten des Zwerchfells werden hauptsächlich von den beiden Zwerchfellnerven innerviert ^[44] während die Interkostalnerven, die aus den T1-T11-Thoraxnerven entspringen, die Interkostalmuskeln versorgen ^[45]. Über diese Nerven reguliert das Gehirn also die unwillkürlichen Muskelbewegungen und die Atmung. ^{[38, 46]}.

Das kann auch erklären, warum man gähnt. Manchmal, wenn man zu müde oder schläfrig ist, können die Lungen nicht so viel Sauerstoff aufnehmen, wie der Körper braucht. Sobald das Gehirn merkt, dass mehr Sauerstoff benötigt wird, sendet es einen Impuls, der Sie zum Gähnen bringt ^[46].

Das Nerven- und das Atmungssystem arbeiten ebenfalls zusammen, um den Geruchssinn zu unterstützen, wobei der Riechkolben von der cribriformen Platte des Siebbeins gestützt wird, während die Äste des Riechnervs durch das Foramen ethmoidale verlaufen ^[47].

Wie arbeitet das Skelettsystem mit dem Atmungssystem zusammen?

Das Atmungssystem besteht aus einer Vielzahl von Knochen und knorpeligen Strukturen, die alle dazu beitragen, die Weichteile der Atmungsorgane zu schützen ^[7]. Die senkrechte Platte des Siebbeins bildet die Wand, die die Nasenhöhle in zwei Abschnitte trennt, während der Oberkiefer, das Gaumenknochen, die Nasenbeine und die Concha Sie alle tragen dazu bei, das Innere der Nasenhöhle zu formen und die eingeatmete Luft in die richtige Richtung zu leiten.

Der Brustkorb arbeitet mit den Atemmuskeln zusammen, damit sich die Lungen ungehindert aufblasen und entleeren können, während er gleichzeitig die empfindlichen Organe vor Schäden oder Stößen schützt. ^[38]. Die Trachealknorpel sind ebenfalls Teil des Skelettsystems.

Wie arbeitet das Verdauungssystem mit dem Atmungssystem zusammen?

Das Verdauungssystem liefert die notwendigen Nährstoffe, um die Zellen und das Gewebe des Atmungssystems am Leben zu erhalten, das wiederum jede einzelne Zelle des Verdauungstrakts mit Sauerstoff versorgt, damit sie richtig funktionieren kann. ^[38].

Das Verdauungs-, das Kreislauf- und das Atmungssystem arbeiten alle zusammen, wobei das Verdauungssystem die beiden anderen Systeme gesund hält, indem es ihnen genügend Nährstoffe zuführt, so dass die Lungen weiterhin Sauerstoff gegen Kohlendioxid austauschen können und die Blutgefäße diesen Sauerstoff in den gesamten Körper, einschließlich des Verdauungstrakts, transportieren können.

Abgesehen davon arbeitet das Atmungssystem direkt oder indirekt mit allen anderen Körpersystemen und -organen zusammen. So unterstützt das Harnsystem indirekt die Funktion der Atemwege und der Lunge, indem es die Abfallstoffe des Verdauungssystems aufnimmt. Wenn das Verdauungssystem reibungslos funktioniert, liefert es dem Atmungssystem genügend Nährstoffe, um es gesund zu halten. ^[48].