Das menschliche Atmungssystem

Rund 20.000 Mal am Tag atmet ein Mensch — meist völlig unbewusst. Diese Lektion erklärt den Weg der Atemluft durch den Körper: von der Nasenhöhle, die die Luft reinigt, anwärmt und befeuchtet, über die knorpelgestützte Luftröhre (Trachea), die durch hufeisenförmige Knorpelspangen auch bei Unterdruck offen bleibt, bis zu den beiden Hauptbronchien, die in die Lungenflügel führen und sich dort in immer feinere Äste verzweigen.

Am Ende dieser Verzweigungen liegen die Alveolen (Lungenbläschen), der eigentliche Ort des Gasaustauschs: Durch die extrem dünne Blut-Luft-Schranke diffundiert Sauerstoff ins Blut, während Kohlendioxid in die Alveolen abgegeben wird. Auch die Selbstreinigung der Atemwege durch Flimmerhärchen (Cilien), die Schleim mitsamt eingefangenen Partikeln in Richtung Rachen transportieren, wird behandelt.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Atemmechanik: Bei der Einatmung kontrahiert das Zwerchfell, der Brustraum vergrößert sich, der Druck in der Lunge sinkt unter den atmosphärischen Druck — und Luft strömt ein. Die Ausatmung in Ruhe ist dagegen meist ein passiver Vorgang, bei dem sich das Zwerchfell einfach entspannt. Die zehn Fragen decken sowohl die Anatomie der Atemorgane als auch die physikalischen Grundlagen der Atemmechanik ab und vermitteln damit ein fundiertes Verständnis des Atmungssystems, wie es die KMK-Bildungsstandards Biologie für den Mittleren Schulabschluss vorsehen.

• Den Weg der Atemluft von der Nase bis zu den Alveolen nachvollziehen
• Die Funktion der Knorpelspangen der Luftröhre und der Flimmerhärchen erklären
• Den Gasaustausch in den Alveolen über die Blut-Luft-Schranke beschreiben
• Die Atemmechanik bei Ein- und Ausatmung (Zwerchfell, Brustkorb) erklären
• Den Zusammenhang zwischen Volumenänderung des Brustraums und Luftstrom verstehen

Aufbau der Atemorgane von Nasenhöhle über Luftröhre und Bronchien bis zu den Alveolen; Gasaustausch über die Blut-Luft-Schranke; Atemmechanik mit Zwerchfellkontraktion bei der Einatmung und passiver Entspannung bei der Ausatmung in Ruhe.